第一章 素养提升课一 动量守恒中的三类模型-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019）

素养提升课一　动量守恒中的三类模型 　　　　 第一章　动量守恒定律 学习目标 1.理解子弹打木块模型的特点及规律，会结合动量知识处理有关问题。　2.理解滑块—木板模型的特点及规律，会结合动量知识处理有关问题。　3.理解含有弹簧的系统模型的特点及规律，会结合动量知识处理有关 问题。 提升点二　“滑块—木板”模型 提升点一　“子弹打木块”模型 提升点三　含有弹簧的系统类模型 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 提升点一　“子弹打木块”模型 索引 重难诠释 模型 图例 如图所示， 子弹以某一初速度射入放在光滑水平面上的静止木块，子弹可能留在木块中(未穿出)，也可能穿出木块。 模型特点 及规律 1.子弹打木块的过程很短暂，该过程内力远大于外力，则系统的动量 守恒： (1)子弹未穿出木块：mv0＝(m＋M)v。 (2)子弹穿出木块：mv0＝mv1＋Mv2。 2.在子弹打木块过程中系统的机械能不守恒，机械能的损失即为过程中的摩擦生热Q热： (1)子弹未穿出木块： 其中d为子弹射入木块的深度。 (2)子弹穿出木块： 其中L为木块的长度，注意d≤L。 一质量为M的木块放在光滑的水平面上，一质量为m的子弹以初速度v0水平打进木块并留在其中，设子弹与木块之间的相互作用力为Ff。求： (1)子弹、木块的共同速度； 例1 设子弹、木块的共同速度为v，以子弹初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得 mv0＝(M＋m)v 解得v＝ v0。 典题应用 (2)过程中的摩擦生热； (3)子弹打进木块的深度。 答案： 拓展变式1.在[例1]中，试求子弹在木块内运动的时间。 答案： 方法一：设子弹在木块内运动的时间为t，对木块由动量定理得 Fft＝Mv－0 解得t＝ 。 方法二：对木块由牛顿第二定律得 Ff＝Ma 由运动学公式得 v＝at 解得t＝ 。 拓展变式2.在[例1]中，如果子弹不穿出木块，求木块的长度满足的条件。 答案： 如果子弹不穿出木块，则有L≥d，由【例1】的解析可得木块的长度满足： 。 针对练1.如图甲所示，一块长度为L、质量为m的木块静止在光滑水平面上。一颗质量也为m的子弹以水平速度v0射入木块。当子弹刚射穿木块时，木块向前移动的距离为s(图乙)。设子弹穿过木块的过程中受到的阻力恒定不变，子弹可视为质点。则子弹穿过木块的时间为 A． (L＋s) B． (2L＋s) C． (L＋s) D． (L＋2s) √ 针对练2.(多选)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6 J，那么此过程产生的内能可能为 A．10 J B．8 J C．6 J D．4 J √ √ 索引 提升点二　“滑块—木板”模型 索引 重难诠释 模型 图例 如图甲所示，木板A的上表面粗糙，滑块B以速度v0滑到静止在光滑水平面上的木板A上： 1.如果木板足够长，A、B最终相对静止，具有共同速度； 2.如果木板长度较小，B可能滑出A的右端。还有一种情景如图乙所示。 模型特点 及规律 以图甲为例：滑块质量为m、木板质量为M、动摩擦因数为μ。 1.如果木板足够长，运动情景如图所示： Ff＝μmg 由动量守恒得mv0＝(m＋M)v 由动能定理得 模型特点 及规律 2.如果木板长度较小，滑块滑出滑板，设木板的长度为L，滑块滑出木板时滑块的速度为v1，木板的速度为v2。 由动量守恒得mv0＝mv1＋Mv2。 由能量守恒得 (多选)(2022·河北唐山高二期中)如图所示，质量为8m、长度一定的长木板放在光滑的水平面上，质量为m、可视为质点的物块放在长木板的最左端，质量为m的子弹以水平向右的速度v0射入物块且未穿出(该过 程的作用时间极短可忽略不计)，经时间t0物块以 的速度离开长木板的最右端，重力加速度为g，则下列说法正确的是 A．长木板最终的速度大小为 B．长木板的长度为 C．子弹射入物块的过程中损失的机械能为 D．物块与长木板间的动摩擦因数为 例2 典题应用 √ √ 方法技巧 解答滑块—木板模型问题的技巧 1．对系统应用动量守恒定律。 2．在涉及滑块或木板的运动时间时，优先考虑用动量定理。 3．在涉及滑块或木板的位移时，优先考虑用动能定理。 4．在涉及滑块与木板的相对位移时，优先考虑用系统的能量守恒 定律。 5．滑块与木板恰好不相对滑动时，滑块与木板达到共同速度。 针对练1.(2022·江苏海门市月考)如图甲所示，长木板静止在光滑水平地面上，质量为m的滑块以水平初速v0由木板左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止。若将木板分成长度