2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-专题强化十二“子弹打木块”模型和“滑块-木板”模型

专题强化十二“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型学习目标1.会用动量观点和能量观点分析计算“子弹打木块”模型。2.会用动量观点和能量观点分析计算“滑块—木板”模型。模型一“子弹打木块”模型模型图例地面光滑,木块长度为d,子弹射入木块所受阻力为Ff。模型特点1.子弹水平打进木块的过程中,系统的动量守恒。2.系统的机械能有损失,一般应用能量守恒定律。两种情景1.子弹嵌入木块中(未穿出):两者速度相等,机械能损失最多(完全非弹性碰撞)(1)系统动量守恒:mv0=(m+M)v。(2)系统能量守恒:Q=Ffs=12mv02-12(M+m2.子弹穿透木块:两者速度不相等,机械能有损失(非弹性碰撞)(1)系统动量守恒:mv0=mv1+Mv2。(2)系统能量守恒Q=Ffd=12mv02例1(2025·四川绵阳模拟)质量为m的子弹以某一初速度v0击中静止在光滑水平地面上质量为M的木块,并陷入木块一定深度后与木块相对静止,甲、乙两图表示了这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置,设木块对子弹的阻力大小恒定,下列说法正确的是()A.M越大,子弹射入木块的时间越短B.M越大,子弹射入木块的深度越浅C.无论m、M、v0的大小如何,都只可能是甲图所示的情形D.若v0较小,则可能是甲图所示情形;若v0较大,则可能是乙图所示情形听课笔记

例2(多选)(2024·湖北卷,10)如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大小f与射入初速度大小v0成正比,即f=kv0(k为已知常量)。改变子弹的初速度大小v0,若木块获得的速度最大,则()A.子弹的初速度大小为2B.子弹在木块中运动的时间为2C.木块和子弹损失的总动能为kD.木块在加速过程中运动的距离为mL该高考试题与鲁科版选择性必修第一册P28章末练习T6均考查“子弹打木块”模型,均利用动量守恒定律和能量守恒定律进行分析,分析方法相同,但高考试题在此基础上进行临界问题的分析,是对教材习题的进一步拓展与应用。6.如图所示,质量为m的子弹,以水平初速度v0射入静止在光滑水平面上质量为M的长木块内,并嵌入其中。若木块对子弹的平均阻力为f,求子弹射入木块的深度。模型二“滑块—木板”模型模型图例上表面粗糙、质量为M的滑板,放在光滑的水平地面上,质量为m的滑块以初速度v0滑上滑板。模型特点1.系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移大小的乘积等于系统减少的机械能,即摩擦生热。2.若滑块未从滑板上滑下,当两者速度相同时,滑板速度最大,二者相对位移最大。求解方法1.求速度:根据动量守恒定律求解,研究对象为一个系统。2.求时间:根据动量定理求解,研究对象为一个物体。3.求系统产生的内能或相对位移:根据能量守恒定律Q=FfΔx或Q=E初-E末,研究对象为一个系统。例3质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5m,现有一质量为m2=0.2kg、可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,如图所示,最后在小车上某处与小车保持相对静止,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2,求:(1)物块与小车的共同速度大小v;(2)物块相对小车滑行的时间t;(3)从开始到共速,小车运动的位移大小x1;(4)从开始到共速,物块运动的位移大小x2;(5)在此过程中系统产生的内能;(6)若物块不滑离小车,物块的速度不能超过多少?

例4(2025·广东广州模拟)如图,质量m2=1.5kg的物块B放置于质量m3=2.5kg的木板C上,在光滑水平地面上一起以v0=2m/s的初速度向左运动。长度为L=1.6m的轻绳,悬挂质量m1=1kg的小球A。将小球A拉至轻绳与竖直方向的夹角θ=60°处由静止释放,A向右摆至最低点时恰与B发生碰撞并粘在一起(A与C不接触),同时轻绳被刀片割断。已知B与C间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度大小g=10m/s2,A、B均可看成质点,不计空气阻力。求:(1)A与B碰后瞬间的速度v1;(2)若板足够长,A、B碰撞粘在一起到运动足够长时间后合力对B的冲量大小I;(3)若板长d=2m,要使B不从板上滑离,开始时B在C上放置处与板左端距离x需满足的条件。