模型13 子弹打木块模型-备战2024年高考物理答题技巧与模板构建

模型13、子弹打木块模型 【模型概述】 模型 图例 模型 规律 （1）地面光滑，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 情况 （1）子弹未穿出木块：两者最终速度相等，机械能损失最多 ①动量守恒：mv0＝（m＋M）v ②能量守恒： （2）子弹穿出木块：两者速度不相等，机械能有损失 ①动量守恒：mv0＝mv1＋Mv2 ②能量守恒： 【模型解题】 动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理等 解决动力学问题的三大观点: 力学观点:牛顿运动定律、运动学公式 能量观点:动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律、功能关系动量观点:动量守恒定律 【模型训练】 【例1】如图所示，质量为m的木块固定于轻杆的一端，轻杆的另一端固定在O点的光滑转轴上，木块可在竖直平面内绕O点自由摆动。质量为m的子弹以某一初速度从右侧水平击中静止于O点正下方的木块且未穿出，之后轻杆偏离竖直方向的最大偏角为。以后的过程中，每当木块向左摆至最低点时，都有一颗同样质量、同样速度的子弹射入木块并留在木块中。已知木块重心到O点的距离为L，重力加速度大小为g。若不计空气阻力及子弹射入木块的时间不考虑子弹射入后整体重心位置的改变，则当第n颗子弹击中木块后，n颗子弹与木块产生的总热量为（    ） A． B． C． D． 变式1.1如图所示，用不可伸长的轻质细绳将木块悬挂于一点，开始木块自由静止在点下方的点。质量为的弹丸水平向右射入质量为的木块，第一次弹丸的速度为，打入木块后二者共同摆动的最大摆角为，当其第一次返回位置时，第二粒相同的弹丸以水平速度又击中木块，使木块向右摆动且最大摆角仍为，弹丸均未射出木块，木块和弹丸形状大小以及空气阻力均忽略不计，则第二粒弹丸水平速度的大小为（　　） A． B． C． D． 变式1.2如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹以速度v射入静止沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度。已知子弹和沙箱的质量分别为m和M，轻绳长L，重力加速度大小为g，子弹和沙箱均看成质点，射入时间极短且忽略空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．子弹射入沙箱的过程系统满足动量守恒、机械能守恒 B．子弹和沙箱合为一体的瞬间轻绳的拉力为 C．子弹和沙箱合为一体后一起上升的最大高度与轻绳的长度有关 D．子弹和沙箱合为一体后一起上升的最大高度为 【例2】如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出，此时木块动能增加了10J，已知木块质量大于子弹质量，则此过程中产生的热量不可能为（　　） A．20J B．35J C．50J D．120J 变式2.1如图所示，质量为M的木块放在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以一定速度水平击中木块后留在木块中，此过程木块动能增加了8J，产生的内能可能为（　　） A．9J B．7J C．5J D．3J 变式2.2如图所示，质量为的木块静止于光滑水平面上，一质量为的子弹以水平速度打入木块并停在木块中，下列说法正确的是（　　） A．子弹打入木块后子弹和木块的共同速度为 B．子弹对木块做的功 C．木块对子弹做正功 D．子弹打入木块过程中产生的热量 【例3】如图所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法正确的是（　　） A．子弹射入物块A的过程中，两物块的动量守恒 B．子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的冲量大小大于物块A对子弹的冲量大小 C．子弹射入物块A的过程中，子弹和物块B的机械能守恒 D．两物块运动过程中，弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能 变式3.1如图，水平弹簧右端固定在竖直墙壁上，左端固连在物块上，水平面光滑。开始时物块静止，弹簧处于原长。一颗子弹以水平速度v0射入物块，并留在物块中。若子弹和物块作用时间极短，下列有关说法中正确的是（　　） A．子弹开始打物块到与物块共速，子弹、物块组成的系统动量守恒 B．子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统机械能守恒 C．子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统动量守恒 D．子弹物块以相同速度压弹簧的过程中，物块、子弹、弹簧组成的系统动量守恒 变式3.2如图，水平弹簧右端固定在竖直墙壁上，左端连接在物块上，水平面光滑.开始时物块静止，弹簧处于原长。一颗子弹以水平速度射入物块，并留在物块中。若子弹和物块作用时间极短，下列有关说法中正确的是（　　） A．从子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统动量守恒 B．从子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统机械能守恒 C．从子弹开始打物块到与物块共速，子弹、物块组成的系统动量守恒 D．子弹和物块一起压缩弹簧的过程中，物块