考点07 动量守恒在子弹打木块模型和板块模型中的应用-2024年新高考物理一轮专题复习方略

12 动量守恒定律 [-考点-07-] 动量守恒在子弹打木块模型和板块模型中的应用 1、 子弹打木块模型 1．模型图示 2．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． 3．三种情景 (1)子弹嵌入木块中，两者速度相等，机械能损失最多(完全非弹性碰撞) 动量守恒：mv1＋Mv2＝(m＋M)v 能量守恒：mv12＋Mv22＝(m＋M)v2＋Ff·s (2)子弹打穿木块 动量守恒：mv1＋Mv2＝mv1′＋Mv2′ 能量守恒：mv12＋Mv22＝mv1′2＋Mv2′2＋Ff·L (3)子弹恰好打穿木块 动量守恒：mv1＋Mv2＝(m＋M)v 能量守恒：mv12＋Mv22＝(m＋M)v2＋Ff·L 4．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． 二、滑块—木板模型 1．模型图示 2．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的乘积等于系统减少的机械能． (2)若滑块未从木板上滑下，当两者速度相同时，木板速度最大，相对位移最大． 3．三种情景 (1)滑块未离开木块 动量守恒：mv1＋Mv2＝(m＋M)v 能量守恒：mv12＋Mv22＝(m＋M)v2＋Ff·s (2)滑块离开木块 动量守恒：mv1＋Mv2＝mv1′＋Mv2′ 能量守恒：mv12＋Mv22＝mv1′2＋Mv2′2＋Ff·L (3)子弹恰好离开木块 动量守恒：mv1＋Mv2＝(m＋M)v 能量守恒：mv12＋Mv22＝(m＋M)v2＋Ff·L 4．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． 典例1(子弹打木块模型)(多选)如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相等、材料不同的两矩形滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍．已知A、B足够长，两种射入过程相比较(　　) A．射入滑块A的子弹速度变化大 B．整个射入过程中两滑块受的冲量一样大 C．射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍 D．两个过程中系统产生的热量相等 典例2(滑块—木板模型)如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，B与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A滑上C后恰好能到达C板的最右端，已知A、B、C质量均相等，且为m，木板C长为L，求： (1)A物体的最终速度的大小； (2)A、C之间的摩擦力的大小； (3)A在木板C上滑行的时间t. 1.(多选)如图所示，一个质量为M的木块放置在光滑的水平面上，现有一颗质量为m、速度为v0的子弹射入木块并最终留在木块中，在此过程中，木块运动的距离为s，子弹射入木块的深度为d，木块对子弹的平均阻力为Ff，则下列说法正确的是(　　) A．子弹射入木块前、后系统的动量守恒 B．子弹射入木块前、后系统的机械能守恒 C．Ff与d之积为系统损失的机械能 D．Ff与s之积为木块增加的动能 2.如图所示，子弹以水平速度v0射向原来静止在光滑水平面上的木块，并留在木块中和木块一起运动．在子弹射入木块的过程中，下列说法中正确的是(　　) A．子弹对木块的冲量一定大于木块对子弹的冲量 B．子弹对木块的冲量和木块对子弹的冲量大小一定相等 C．子弹速度的减小量一定等于木块速度的增加量 D．子弹动量变化的大小一定大于木块动量变化的大小 3.如图所示，质量为M的木块放在水平面上，子弹沿水平方向射入木块并留在其中，测出木块在水平面上滑行的距离为s，已知木块与水平面间的动摩擦因数为μ，子弹的质量为m，重力加速度为g，空气阻力可忽略不计，则子弹射入木块前的速度大小为(　　) A. B. C. D. 4.(多选)长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的另一物体B以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，g＝10 m/s2.则下列说法正确的是(　　) A．木板获得的动能为1 J B．系统损失的机械能为2 J C．木板A的最小长度为2 m D．A、B间的动摩擦因数为0.1 5.质量为M的木块在光滑水平面上以速度v1向右运动，质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块，要使木块停下来，必须使发射子弹的数目为