第7课弹簧模型(动量守恒定律应用)
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一、子弹大木块1、如图所示,质量为M的木块固定在光滑的水平面上,有一质量为m的子弹以初速度v0水平射向木块,并能射穿,设木块的厚度为d,木块给子弹的平均阻力恒为f.若木块可以在光滑的水平面上自由滑动,子弹以同样的初速度水平射向静止的木块,假设木块给子弹的阻力与前一情况一样,试问在此情况下要射穿该木块,子弹的初动能应满足什么条件?2、如图所示,静止在光滑水平面上的木块,质量为、长度为。
—颗质量为的子弹从木块的左端打进。
设子弹在打穿木块的过程中受到大小恒为的阻力,要使子弹刚好从木块的右端打出,则子弹的初速度应等于多大?涉及子弹打木块的临界问题二、板块3、如图1所示,一个长为L、质量为M的长方形木块,静止在光滑水平面上,一个质量v从木块的左端滑向右端,设物块与木块间的动为m的物块(可视为质点),以水平初速度摩擦因数为 ,当物块与木块达到相对静止时,物块仍在长木块上,求系统机械能转化成内能的量Q。
图14、如图所示,—质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M.现以地面为参照系给A和B以大小相等、方向相反的初速度(如图),使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离B板.以地面为参照系,(1)若已知A和B的初速度大小为,求它们最后的速度的大小和方向.(2)若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离.三、 弹簧5.(8分)如图2所示,质量M =4 kg 的滑板B 静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C 到滑板左端的距离L =0.5 m ,这段滑板与木块A (可视为质点)之间的动摩擦因数μ=0.2,而弹簧自由端C 到弹簧固定端D 所对应的滑板上表面光滑.小木块A 以速度v 0=10 m/s 由滑板B 左端开始沿滑板B 表面向右运动.已知木块A 的质量m =1 kg ,g 取10 m/s 2.求:(1)弹簧被压缩到最短时木块A 的速度 ; 2 m/s (2)木块A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能. 39 J6、(09·山东·38)(2)如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块,A 、B 、C ,质量分别为m B =m c =2m ,m A =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。
动量守恒的十种模型解读和针对性训练弹簧模型模型解读【典例分析】【典例】(2024高考辽吉黑卷)如图,高度0.8m h =的水平桌面上放置两个相同物块A 、B ,质量A B 0.1kg m m ==。
A 、B 间夹一压缩量Δ0.1m x =的轻弹簧,弹簧与A 、B 不栓接。
同时由静止释放A 、B ,弹簧恢复原长时A 恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程A 0.4m x =;B 脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离B 0.25m x =后停止。
A 、B 均视为质点,取重力加速度210m/s g =。
求:(1)脱离弹簧时A 、B 的速度大小A v 和B v ;(2)物块与桌面间动摩擦因数μ;(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能p E D。
的【针对性训练】1. (2024年3月江西赣州质检)如图甲所示,光滑水平地面上有A 、B 两物块,质量分别为2kg 、6kg ,B 的左端拴接着一劲度系数为200N/m 3的水平轻质弹簧,它们的中心在同一水平线上。
A 以速度v 0向静止的B 方向运动,从A 接触弹簧开始计时至A 与弹簧脱离的过程中,弹簧长度l 与时间t 的关系如图乙所示,弹簧始终处在弹性限度范围内,已知弹簧的弹性势能2p 12E kx =(x 为弹簧的形变量),则( )A. 在0~2t 0内B 物块先加速后减速B. 整个过程中,A 、B 物块构成的系统机械能守恒C. v 0=2m/sD. 物块A 在t 0时刻时速度最小2. (2024河南新郑实验高中3月质检)如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m 1、m 2的两物块A、B 相连接,并静止在光滑水平面上。
现使A 获得水平向右、大小为3m/s 的瞬时速度,从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像提供的信息可得( )A.在t 1、t 3时刻两物块达到共同速度1m/s ,且弹簧都处于伸长状态B.从t 3到t 4时刻间弹簧由压缩状态恢复到原长C.两物体的质量之比为m 1:m 2=1:2D.在t 2时刻A 、B 两物块的动能之比为E k 1:E k 2=8:13. (2024山东济南期末)如图甲所示,物块A 、B 用轻弹簧拴接,放在光滑水平面上,B 左侧与竖直墙壁接触。
在四种常见模型中应用动量守恒定律导练目标导练内容目标1人船模型和类人船模型目标2反冲和爆炸模型目标3弹簧模型目标4板块模型【知识导学与典例导练】一、人船模型和类人船模型1.适用条件①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零;②动量守恒或某方向动量守恒.2.常用结论设人走动时船的速度大小为v 船,人的速度大小为v 人,以船运动的方向为正方向,则m 船v 船-m 人v 人=0,可得m 船v 船=m 人v 人;因人和船组成的系统在水平方向动量始终守恒,故有m 船v 船t =m 人v 人t ,即:m 船x 船=m 人x 人,由图可看出x 船+x 人=L ,可解得:x 人=m 船m 人+m 船L ;x 船=m 人m 人+m 船L3.类人船模型类型一类型二类型三类型四类型五1有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计一吨左右),一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头后停下来,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离为d ,然后用卷尺测出船长L ,已知他自身的质量为m ,则渔船的质量()A.m (L +d )dB.md (L -d )C.mL dD.m (L -d )d【答案】D【详解】因水平方向动量守恒,可知人运动的位移为(L -d )由动量守恒定律可知m (L -d )=Md解得船的质量为M =m (L -d )d故选D 。
2如图所示,滑块和小球的质量分别为M 、m 。
滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O 由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为L ,重力加速度为g 。
开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。
现将小球由静止释放,下列说法正确的是( )。
A.滑块和小球组成的系统动量守恒B.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒C.滑块的最大速率为2m 2gLM (M +m )D.滑块向右移动的最大位移为mM +mL【答案】BC【详解】A .小球下摆过程中竖直方向有分加速度,系统的合外力不为零,因此系统动量不守恒,A 错误;B .绳子上拉力属于内力,系统在水平方向不受外力作用,因此系统水平方向动量守恒,B 正确;C .当小球落到最低点时,只有水平方向速度,此时小球和滑块的速度均达到最大,取水平向右为正方向,系统水平方向动量守恒有Mv 1-mv 2=0由系统机械能守恒有mgL =12mv 22+Mv 21解得滑块的最大速率v 1=2m 2gLM (M +m ),C 正确;D .设滑块向右移动的最大位移为x ,根据水平动量守恒得M x t -m 2L -x t =0解得x =2mM +mL ,D 错误;故选BC 。
高中物理弹簧模型教案
课时:1
教学目标:学生能够理解和运用弹簧模型解决物理问题。
教学重点:弹簧的力的特点和计算方法。
教学难点:弹簧系数和弹簧的能量问题。
教学资源:教科书、课件、实验器材。
教学过程:
一、导入(5分钟)
1. 引导学生回顾上一节课学过的内容,了解力的概念和计算方法。
2. 提问:你们平时见过弹簧吗?弹簧有什么特点?
二、讲解(15分钟)
1. 弹簧的力:介绍弹簧的拉伸和压缩力,以及弹簧系数的概念。
2. 计算方法:解释如何计算弹簧的拉伸和压缩力,引导学生进行实际计算练习。
三、实验演示(15分钟)
1. 准备实验器材,演示弹簧的力的变化和计算方法。
2. 让学生观察实验现象,记录数据并进行分析。
四、练习(10分钟)
1. 班内分组讨论,解决弹簧相关问题,加深理解和应用。
2. 组织学生进行练习题的解答,检查学生掌握情况。
五、总结(5分钟)
1. 整理弹簧模型的重点知识,进行总结归纳。
2. 引导学生思考弹簧的应用和相关现象。
六、作业布置(5分钟)
1. 布置相关作业,巩固今天所学知识。
2. 激发学生对物理学习的兴趣,提高学习积极性。
教学反思:本节课主要介绍了弹簧模型的基本概念和计算方法,通过实验演示和练习让学
生理解和应用弹簧知识。
但在今后的教学中,需要更加注重引导学生自主探究和综合应用,提高学生的物理素养和解决问题的能力。