子弹打木块,木块木板模型(上课课件)

速度做匀速直线运动．
两者间的 相对位移 BC
t0 t
木块 长度
问题3 子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度
v0
s2
L
s1
对子弹用动能定理：
f
s1
1 2
mv02
1 2
mv
2
……①
对木块用动能定理：
f
s2
1 2
Mv2
…ห้องสมุดไป่ตู้②
①、②相减得：
f
L
1 2
mv
2 0
1 2
M
mv 2
Mm
2M
m
v02
……③
因此： Q E fL
[例题1]如图示，在光滑水平桌面上静置一质量为 M=980克的长方形匀质木块，现有一颗质量为 m=20 克的子弹以v0 = 300m/s 的水平速度沿其轴线射向木块， 结果子弹留在木块中没有射出，和木块一起以共同的 速度运动。已知木块的长度为L=10cm，子弹打进木块 的深度为d=6cm，设木块对子弹的阻力保持不变。 （1）求子弹和木块的共同的速度以及它们在此过程中 所增加的内能。
以得出同样的结论。由于子弹和木块都在恒
力作用下做匀变速运动，位移与平均速度成
正比：
v0 v
s d
2
v0 v , d v0 M m , s
m
d
s
v
v sv m
M m
2
一般情况下，M所以 ms2<<d。这说明，在子弹射 入木块过程中，木块的位移很小，可以忽略不计。这就
为分阶段处理问题提供了依据。
（2）若要使子弹6刚m好/s不能8够82穿J出木块，其初速度v0应
有多大？

B.子弹对木块做的功W＝50 J
C.木块和子弹系统机械能守恒
D.子弹打入木块过程中产生的热量Q＝350 J
图3
01 02 03 04 05 06 07 08
目录
提升素养能力
解析 根据动量守恒可得 mv0＝(M＋m)v，解得子弹打入木块后子弹和木块的 共同速度为 v＝Mm＋v0m＝10 m/s，故 A 正确；根据动能定理可知，子弹对木块做 的功为 W＝12Mv2－0＝45 J，故 B 错误；根据能量守恒可知，子弹打入木块过 程中产生的热量为 Q＝21mv20－21(M＋m)v2＝450 J，可知木块和子弹系统机械能 不守恒，故 C、D 错误。
(A)
图4
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提升素养能力
解析 木板碰到挡板前，物块与木板一直做匀速运动，速度为 v0；木板碰到挡 板后，物块向右做匀减速运动，速度减至零后向左做匀加速运动，木板向左做 匀减速运动，最终两者速度相同，设为 v1。设木板的质量为 M，物块的质量为 m，取向左为正方向，则由动量守恒定律得 Mv0－mv0＝(M＋m)v1，解得 v1＝ MM－ ＋mmv0<v0，故 A 正确，B、C、D 错误。
01 02 03 04 05 06 07 08
目录
提升素养能力
4.如图4所示，光滑水平面上有一矩形长木板，木板左端放一小物块，已知木板 质量大于物块质量，t＝0时两者从图中位置以相同的水平速度v0向右运动，碰 到右面的竖直挡板后木板以与原来等大反向的速度被反弹回来，运动过程中物 块一直未离开木板，则关于物块运动的速度v随时间t变化的图像可能正确的是
“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。

三、子弹打木块模型
三、子弹打木块模型
2、 设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质 量为M的木块，并留在木块中不再射出，与木板共速为v,子弹钻入 木块过程中受到的阻力位f，求该过程中子弹钻入木块的深度？
三、子弹打木块模型
解： 对木块用动能定理： 对子弹用失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小
（1）小物体获得的动能Ek； （2）这一过程摩擦产生的热量Q； （3）这一过程电动机消耗的电能E是多少？（g=10m/s2）
三、子弹打木块模型
规律点拨
功能关系
《子弹打木块模型》
三、子弹打木块模型
1、如图所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上质量为M,长为 l ,置于光
滑水平面C上的木板B，正好不从木板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为μ，
此时木板对地位移为s，求这一过程中： （1）木板增加的动能； （2）小铁块减少的动能； （3）系统机械能的减少量； （4）系统产生的热量。
（A ）
A．W1<W2，Q1=Q2 B．W1=W2，Q1=Q2 C．W1<W2，Q1<Q2 D．W1=W2，Q1<Q2
三、子弹打木块模型
4、如图所示，皮带的速度为3m/s，两圆心距离s=4.5m，现将 m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动 摩擦因数为μ=0.15，电动机带动皮带将物体从左轮正上方运送到 右轮正上方时，求：
为f，设子弹、木块的位移大小分别为s1、s2，如图所示，显然有s1-s2=d
三、子弹打木块模型
5、系统内一对滑动摩擦力做的总功在数值上等于接触面之间产生 的内能。 W总＝Ff l相对
三、子弹打木块模型
3、如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一 次将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次让B可以在光滑地面 上自由滑动，仍将A拉到B右端，这次F做的功为W2，生热为Q2.则应有

的运动过程中，系统动量守恒，有 − = + +1 = 1,2,3, ⋯
解得+1 =
1

5
= 1,2,3, ⋯
设第一次碰撞后小车向左运动的最大距离为1 ，对小车，根据动能定理有
−1 = 0 −
解得1 = 0.6 m
1
2
1
2
热点题型探究
设第次碰撞后小车向左运动的最大距离为 ，对小车根据动能定理有
、碰撞时损失的机械能为
Δ =
1
2
0
2
−
1
2

2
+
1
2

2
= 12 J
热点题型探究
（3）要保证滑块不脱离长木板，长木板的最小长度.
[答案] 1.5 m
[解析] 在、碰撞后到、再次共速的过程中，、相互作用的时间为
=
0 −共

=1s
长木板的长度至少为 = − =
[答案] 12 J
[解析] 、碰撞瞬间，由动量守恒定律可得
0 = +
在、碰撞后到、再次共速的过程中，、组成的系统由动量守恒可得
+ 0 = + 共
根据题意有共 =
联立解得共 = = 3 m/s， = 2 m/s
A.3 J B.4 J C.6 J D.20 J
教师备用习题
[解析]设铁块与木板共速时速度大小为v,铁块相对木板向右运动的最大距离为L,
铁块与木板之间的摩擦力大小为Ff,铁块压缩弹簧使弹簧最短时,由能量守恒定
1
1
2
律得 m0 =FfL+ (M+m)v2+Ep,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v,从铁块开始运动