第1章 专题课：“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

专题课:“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型 (时间:40分钟　总分:68分) (选择题每小题4分) 1.(多选)如图所示,小车在光滑的水平面上向左运动,木块水平向右在小车的水平车板上运动,且未滑出小车.下列说法中正确的是 (　) A.若小车的初动量大于木块的初动量,则木块先减速运动再加速运动后匀速运动 B.若小车的初动量大于木块的初动量,则小车先减速运动再加速运动后匀速运动 C.若小车的初动量小于木块的初动量,则木块先减速运动后匀速运动 D.若小车的初动量小于木块的初动量,则小车先减速运动后匀速运动 2.如图所示,质量为M、长为L的长木板放在光滑的水平面上,一个质量也为M的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上长木板,如果长木板是固定的,物块恰好停在长木板的右端,如果长木板不固定,则物块冲上长木板后在长木板上相对长木板最多能滑行的距离为 (　) A.L B. C. D. 3.[2026·辽宁沈阳二中高二月考] MIT材料物理研究所的科研人员用一颗质量为m=5 g的子弹以v=400 m/s的初速度垂直射入一块固定不动、厚为d=0.1 m、材质均匀的木板中(木板对子弹的阻力可视为恒力),子弹恰好未射出;接下来将相同的子弹以相同的速度垂直射入固定的同样厚度的一种新型STF材料中,已知在该新型STF材料中子弹所受的阻力与其运动速度的大小成正比,关系式为Ff=kv,其中k=50 kg/s,子弹可视为质点并忽略射入过程中子弹所受重力,则 (　) A.子弹在木板中所受到的平均阻力大小为8000 N B.子弹将射穿新型STF材料 C.若仅将该子弹以更大的速度再次射击足够厚度的两种材料,则子弹一定在新型STF材料中射入深度小 D.若仅将该子弹以更小的速度再次射击足够厚度的两种材料,则子弹一定在新型STF材料中射入深度小 4.(16分)[2026·江苏宿迁中学高二调研] 如图所示,在固定的光滑水平杆(杆足够长)上,套有一个质量为m=1.0 kg的光滑金属圆环,轻绳一端拴在环上,另一端系着一个质量为M=1.98 kg的木块,现有一个质量为m0=20 g的子弹以v0=100 m/s的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间,g取10 m/s2),求: (1)(4分)木块和子弹这个系统损失的机械能; (2)(6分)木块大约能达到的最大高度; (3)(6分)圆环的最大速度. 5.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乙所示,重力加速度g取10 m/s2.则下列说法正确的是 (　) A.长木板A获得的动能为2 J B.系统损失的机械能为4 J C.长木板A的最小长度为2 m D.A、B间的动摩擦因数为0.1 6.(多选)[2026·湖南长沙南雅中学高二月考] 如图所示,质量为M的木块放在光滑的水平面上,质量为m的子弹(可视为质点)以水平速度v0射中木块,并最终留在木块中与木块一起运动,已知当子弹相对木块静止时,子弹进入木块的深度为s,此过程经历的时间为t.若木块对子弹的阻力视为恒定,则下列判断正确的是 (　) A.木块最终的速度大小是 B.木块对子弹的阻力大小是 C.子弹刚好相对木块静止时,木块前进距离为 D.仅将木块换成较硬的木块,子弹射入木块的深度减小,系统产生的内能不变 7.(16分)如图所示,质量为m=245 g的物块(可视为质点)放在质量为M=0.5 kg的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4.质量为m0=5 g的子弹以速度v0=300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),重力加速度g取10 m/s2.子弹射入后,求: (1)(4分)子弹和物块一起向右滑行的最大速度v1; (2)(6分)木板向右滑行的最大速度v2; (3)(6分)物块在木板上滑行的时间t. 8.(16分)[2026·广东深圳高级中学高二月考] 如图所示,在光滑水平地面上固定足够高的挡板,距离挡板x=3 m处静止放置质量M=1 kg、长L=4 m的小车,一质量m=2 kg的滑块(可视为质点)以v0=6 m/s的初速度滑上小车左端,带动小车向右运动,小车与挡板碰撞时被粘住不动,已知滑块与小车表面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2. (1)(4分)求滑块与小车的共同速度大小; (2)(6分)当滑块与小车共速时,小车与挡板的距离和滑块与小车右端的距离分别为多少? (3)(6分)若滑块与挡板碰撞时为弹性碰撞,求全过程中滑块克服摩擦力做的功. 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题课:“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型 1.AC　[解析] 小车和木块组成的系统在水平方向上不受外力,系统在水平方向上动量守恒,若小车的初动量大于木块的初动量,则最后相对静止时整体的动量方向向左,木块先减速运动再反向加速运动后匀速运动,小车先减速运动再匀速运动,故A正确,B错误;同理若小车的初动量小于木块的初动量,则最后相对静止时整体的动量方向向右,则木块先减速运动后匀速运动,小车先减速运动再加速运动后匀速运动,故C正确,D错误. 2.D　[解析] 长木板固定时,由动能定理得-μMgL=0-M,若长木板不固定,以物块初速度的方向为正方向,由动量守恒定律有Mv0=2Mv,由能量守恒定律有μMgx=M-×2Mv2,得x=,D正确,A、B、C错误. 3.C　[解析] 根据动能定理可得0-mv2=-Ff'd,代入解得Ff'=4000 N,故A错误;设子弹射入深度为d',根据动量定理可得0v-vmvv=-vkiΔt,即kd'=mv,代入解得d'=4 cm<0.1 m,故子弹没有射穿新型材料,故B错误;由上述分析可知=,当v=160 m/s时,则有d=d',子弹速度低于160 m/s时,射入新型材料中的深度要大于木板,大于160 m/s时,射入新型材料中的深度要小于木板,故C正确,D错误. 4.(1)99 J　(2)0.017 m　(3) m/s [解析] (1)子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律有 m0v0=v 代入数据解得子弹和木块的共同速度为v=1 m/s 根据能量守恒定律可得木块和子弹这个系统损失的机械能为ΔE=m0-v2=99 J (2)木块(含子弹)在向上摆动的过程中,以木块(含子弹)和圆环组成的系统为研究对象,根据系统水平方向动量守恒有v=v1 解得木块(含子弹)运动到最高点时的速度为 v1== m/s 根据系统机械能守恒定律有 v2=+gh 代入数据解得木块所能达到的最大高度为 h= m≈0.017 m (3)当轻绳再次竖直时,木块回到原来的高度,此时金属圆环的速度最大.设轻绳再次竖直时木块(含子弹)的速度为v2,圆环的速度为v3,根据系统水平方向动量守恒有(m0+M)v=(m0+M)v2+mv3 根据系统机械能守恒有(m0+M)v2=(m0+M)+m 联立解得v3= m/s 即圆环的最大速度为 m/s 5.D　[解析] 由题图乙可知,最终长木板A获得的速度为v=1 m/s,A、B组成的系统动量守恒,以B的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得M=2 kg,则A获得的动能为Ek=Mv2=×2×12 J=1 J,故A错误;系统损失的机械能ΔE=m-(m+M)v2,代入数据解得ΔE=2 J,故B错误;v⁃t图像中图线与t轴所围的面积表示位移,由题图乙得到0~1 s内B的位移为xB=×(2+1)×1 m=1.5 m,A的位移为xA=×1×1 m=0.5 m,则长木板A的最小长度为L=xB-xA=1 m,故C错误;由题图乙可知,B的加速度a== m/s2=-1 m/s2,负号表示加速度的方向,由牛顿第二定律得-μmg=ma,解得μ=0.1,故D正确. 6.BD　[解析] 对子弹和木块系统,由动量守恒定律有mv0=(M+m)v,解得木块最终的速度大小是v=,A错误;对系统由能量关系可知Ffs=m-(M+m)v2,解得木块对子弹的阻力大小是Ff=,B正确;子弹刚好相对木块静止时,对木块由动能定理有Ffx=Mv2,解得木块前进距离为x=,C错误;仅将木块换成较硬的木块,子弹受到阻力变大,则由mv0=(M+m)v,可知最终共同速度不变,则由Q=Ffs=m-(M+m)v2,可知系统产生的内能不变,子弹射入木块的深度减小,D正确. 7.(1)6 m/s　(2)2 m/s　(3)1 s [解析] (1)子弹射入物块后和物块一起向右滑行的初速度即最大速度,由动量守恒定律得 m0v0=(m0+m)v1 解得v1=6 m/s (2)当子弹、物块、木板三者共速时,木板的速度最大,由动量守恒定律得(m0+m)v1=(m0+m+M)v2 解得v2=2 m/s (3)对物块和子弹组成的系统,由动量定理得 -μ(m0+m)gt=(m0+m)v2-(m0+m)v1 解得t=1 s 8.(1)4 m/s　(2)1 m　1 m　(3)36 J [解析] (1)设滑块与小车的共同速度为v1,二者相对运动过程中根据动量守恒定律,有mv0=(M+m)v1 解得v1=4 m/s (2)设达到共速时小车移动的距离为x1,对小车根据动能定理有μmgx1=M-0 代入数据解得x1=2 m 小车与挡板的距离x2=x-x1=1 m 设滑块与小车的相对位移为L1,对系统,根据能量守恒定律,有μmgL1=m-(m+M) 代入数据解得L1=3 m 滑块与小车右端的距离L2=L-L1=1 m 其位置情况如图乙所示 (3)共速后小车未碰撞挡板时小车与滑块间的摩擦力消失,如图丙所示.直到小车碰撞挡板被粘住静止,滑块又开始在小车上继续向右做初速度v1=4 m/s的匀减速直线运动,由于与挡板发生弹性碰撞,滑块速度大小不变,设返回的路程为L3,由动能定理,有 -μmg(L2+L3)=0-m 解得L3=3 m 说明滑块不会从车左端掉下,全过程中滑块克服摩擦力做的功 Wf=μmg(L+x1-L2)+μmg(L2+L3)=36 J 学科网（北京）股份有限公司 $