第8课 子弹打木块类(动量守恒定律应用)PPT课件

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“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型-高考物理复习课件

“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型-高考物理复习课件

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
01 02 03 04 05 06 07 08
目录
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。

物理知识课件-‘子弹打木块“专题-动量守恒定律及其应用

物理知识课件-‘子弹打木块“专题-动量守恒定律及其应用

四 学生练习
[例题3]如图所示,A、B两木块的质量之比为3:2,原来静止在平板小车C上,A
、B间有一根被压缩了的轻弹簧,A、B与平板车的上表面间的动摩擦因素相同,地
面光滑.当弹簧突然释放后,A、B在小车上滑动时有:[
]
A. A、B系统动量守恒 B. A、B、C系统动量守恒 C. 小车向左运动 D. 小车向右运动
碰撞
弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞
lianhq@
碰撞的特点:
1. 碰撞物体之间的作用时间短, 一般只有百分之几秒,甚至千分之几秒.
2.碰撞物体之间的作用力大,因此经过碰撞以后,物体的状态变化是十分显著的.
设光滑水平面上,质量为m1的物 体A以速度v1向质量为m2的静止 物体B运动,B的左端连有轻弹簧 。(动碰静)
弹性碰撞
⑴弹簧是完全弹性的。
Ⅰ→Ⅱ系统动能减少量全部转化为弹性势能, Ⅱ 状态系统动能最小而弹性势能最大; Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少全部转化为动能;因此Ⅰ 、Ⅲ状态系统动能相等。 由动量守恒和能量(动能)守恒可以证明A、 B的最终速度分别为:(学生演版)
v1
m1 m1
m2 m2
v1, v2
2m1 m1 m2
上述三式联立得

m1v’1+ m2v’2= m1v1+ m2v2 P’1+ P’2= P1+ P2
动量守恒定律的内容
一个系统不受外力或所受外力的 合力为零,这个系统的总动量保 持不变。这个结论叫做动量守恒 定律。
数学表达式: P=P ’

mAvA mBvB mAv’A mBv’B
三 、动量守恒定律的条件
1 2
m1
m2 v2
m1m2v12

动量定理、动能定理专题-子弹打木块模型

动量定理、动能定理专题-子弹打木块模型

动量定理、动能定理专题-⼦弹打⽊块模型动量定理、动能定理专题----⼦弹打⽊块模型⼀、模型描述:此模型主要是指⼦弹击中未固定的光滑⽊块的物理场景,如图所⽰。

其本质是⼦弹和⽊块在⼀对⼒和反作⽤⼒(系统内⼒)的作⽤下,实现系统内物体动量和能量的转移或转化。

⼆、⽅法策略:(1) 运动性质:在该模型中,默认⼦弹撞击⽊块过程中的相互作⽤⼒是恒恒⼒,则⼦弹在阻⼒的作⽤下会做匀减速直线性运动;⽊块将在动⼒的作⽤下做匀加速直线运动。

这会存在两种情况:(1)最终⼦弹尚未穿透⽊块,(2)⼦弹穿透⽊块。

(2) 基本规律:如图所⽰,研究⼦弹未穿透⽊块的情况:三、图象描述:在同⼀个v-t坐标中,两者的速度图线如图甲所⽰。

图线的纵坐标给出各时刻两者的速度,图线的斜率反映了两者的加速度。

两图线间阴影部分⾯积则对应了两者间的相对位移:d=s1-s2。

如果打穿图象如图⼄所⽰。

点评:由此可见图象可以直观形象反映两者的速度的变化规律,也可以直接对⽐出物块的对地位移和⼦弹的相对位移,从⽽从能量的⾓度快速分析出系统产⽣的热量⼀定⼤于物块动能的⼤⼩。

四、模型迁移⼦弹打⽊块模型的本质特征是物体在⼀对作⽤⼒与反作⽤⼒(系统内⼒)的冲量作⽤下,实现系统内物体的动量、能量的转移或转化。

故物块在粗糙⽊板上滑动、⼀静⼀动的同种电荷追碰运动,⼀静⼀动的导体棒在光滑导轨上切割磁感线运动、⼩球从光滑⽔平⾯上的竖直平⾯内弧形光滑轨道最低点上滑等等,如图所⽰。

(1)典型例题:例1.如图所⽰,质量为M的⽊块静⽌于光滑的⽔平⾯上,⼀质量为m、速度为的⼦弹⽔平射⼊⽊块且未穿出,设⽊块对⼦弹的阻⼒恒为F,求:(1)⼦弹与⽊块相对静⽌时⼆者共同速度为多⼤?(2)射⼊过程中产⽣的内能和⼦弹对⽊块所做的功分别为多少?(3)⽊块⾄少为多长时⼦弹才不会穿出?1. ⼀颗速度较⼤的⼦弹,以速度v ⽔平击穿原来静⽌在光滑⽔平⾯上的⽊块,设⽊块对⼦弹的阻⼒恒定,则当⼦弹⼊射速度增⼤为2v 时,下列说法正确的是( )A. ⼦弹对⽊块做的功不变B. ⼦弹对⽊块做的功变⼤C. 系统损耗的机械能不变D. 系统损耗的机械能增加解析:⼦弹的⼊射速度越⼤,⼦弹击中⽊块所⽤的时间越短,⽊块相对地⾯的位移越⼩,⼦弹对⽊块做的功W =fs 变⼩,选项AB 错误;⼦弹相对⽊块的位移不变,由Q =f s 相对知Q 不变,系统损失的机械能等于产⽣的热量,则系统损耗的机械能不变,选项C 正确,D 错误。

动量守恒定律的典型应用PPT课件

动量守恒定律的典型应用PPT课件
及空气阻力均可忽略不计,设球与挡板
碰撞后,反弹速率与碰撞前速率相等,
人接住球后再以同样的速度(相对于地
面)将球沿冰面向正前方推向挡板,求 人推多少次后才能不再接到球?
•解:人在推球的
•过程中动量守恒,
•只要人往后退的
vv
•速度小于球回来
•的速度,人就会继续推,直到人后退
的速度跟球的速度相等或者比球回来 的速度小。设向右为正方向。则:
解答:选向右为正方向,铜块在木板
上滑动时木块与铜块组成系统的动量
守恒,mv0=(M+m)v 根据能量守恒:
v=1.5m/s
例3:在光滑的水平 轨道上有两个半径 都是r的小球A和B, 质量分别为m和2m,
V
A
B
L
当两球心间的距离大于L(L比2r大的多)
时,两球间无相互作用力,当两球心距
离等于或小于L时两球间有恒定斥力F,
•0∴=mVv1=-mMvV/1M
•0∴=mVv2=cmovscθos-θMV/2M
4.动量守恒定律与归纳法专题:
•例:人和冰车的总质量为M,另有一木
球,质量为m.M:m=31:2,人坐在静止于水
平冰面的冰车上,以速度v(相对于地面)
将原来静止的木球沿冰面推向正前方的
固定挡板,球与冰面、车与冰面的摩擦
•m为3在系m统2上,移由动功的能距关离系为可L得,以三物体
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8/1/2024
第1次推时:
第2次推时:
第3次推时:


第n次推时:
•把等式的两边分别相加就会得到: •要想不接到球,Vn=v •所以:
•当推了8次,球回来时,人的速度还 达不到v,因此人需要推9次。

子弹打木块(教学课件)

子弹打木块(教学课件)

5.子弹相对于木块运动的位移? L= L2— L1
能量规律:
1.子弹的动能如何变化?变化了多少?
2.木块的动能如何变化?变化了多少? 3.系统动能减少了多少? v0
4.减少的动能哪去了?
f
摩擦生热,转化为内能
L L1
5.子弹和木块增加的内能是多少?
f
V
f L =f L2 - f L1 =mV02/2-(M+m)V2/2 L2
一、动量守恒的判断
木块静止在光滑的水平面上,子弹射击木块。 (1)子弹未射穿留在木块中,木块和子弹 的总动量是否守恒? (2)若子弹射穿木块,总动量是否守恒? (3)若水平面粗糙木块固定,木块和子弹 的总动量是否守恒?
v1
二、模型理解: (一)常见模型: 1.子弹打木块 v1
2.滑块在长木板上滑行
问题的提出
动量中三种模型: 碰撞
人船模型
动量守恒定律:
系统不受外力或者所受外力的矢量 和为零,这个系统的总动量保持不变.
m11 m22 m11/ m22/
动量守恒的条件:
1.系统不受外力 2.所受外力的矢量和为零 3.系统受外力,但外力远小于内力.(如爆炸) 4.在某个方向上满足以上的任意一点, 在该方向上 动量守恒.
结论:Q=FL f:滑动摩擦力 L:子弹相对木块 的位移(射入深度) Q =△EK 系统减少的动能等于系统增加的内能。
[例题] 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,设
木块对子弹的阻力恒为f,求: 1.木块至少多长子弹才不会穿出? 2.子弹在木块中运动了多长时间?
v0
质量为M的木块静止在光滑水平面上。质量 为m的子弹以速度V0水平射入中未穿出。子弹射 入木块时所受的摩擦力大小恒为f。

高考物理一轮复习课件:动量守恒定律的应用(子弹、滑块模型)

高考物理一轮复习课件:动量守恒定律的应用(子弹、滑块模型)
因数的比值。
16.如图,上侧足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度向左运动,传送带上有一质 量为M=2kg的小木盒B,B与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3.开始时,B与传送带之间保持 相对静止.先后相隔Δt=3 s有两个质量为m=1kg的光滑小球A自传送带的左端出发,以 v对0静=1止5m,/第s的2个速球度出在发传后送历带时上Δ向t右1=运2s动而.与第木1个盒球相与遇木(取盒g相=1遇0后m,/球s2立).即求进: 入盒中与盒保持相
10.静止在水平地面上的两小物块A、B,质量分别为mA=1.0 kg,mB=4.0 kg;两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧的竖直墙壁距离L=1.0 m, 如图6所示。某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使A、B瞬间分离,两物块获得 的动能之和为Ek=10.0 J。释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、 B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.20。重力加速度取g=10 m/s2。A、B运
(1)在涉及滑块或滑板的时间时,优先考虑用动量定理. (2)在涉及滑块或滑板的位移时,优先考虑用动能定理. (3)在涉及滑块相对位移时,优先考虑用系统的能量守恒. (4)滑块恰好不相对滑动时,滑块与滑板达到共同速度.
1.如图所示,一质量m=2kg的长木板静止在水平光滑地面上,某时 刻一质量M=1kg的小铁块以水平向左v0=9m/s的速度从木板的右端 滑上木板.已知铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速 度g=10 m/s2,木板足够长,求:铁块与木板摩擦所产生的热量Q, 相对位移(木板至少多长才不滑下来)?
4.如图所示,一质量m=2kg的长木板静止在水平地面上,某时刻一 质量M=1kg的小铁块以水平向左v0=9m/s的速度从木板的右端滑 上的动木摩板.擦已因知数木μ板2=与0.地1,面取间重的力动加摩速擦度因g=数10μm1=/0s.2,4木.铁板块足与够木长板,求间: 铁块与木板摩擦所产生的热量Q

动量守恒之滑块子弹打木块模型

动量守恒之滑块子弹打木块模型

lv 0 v S动量守恒定律的应用1—— 子弹打木块模型模型:质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m 的子弹以水平初速v 0射入木块,穿出时子弹速度为v ,求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。

解:如图,设子弹穿过木块时所受阻力为f ,突出时木块速度为V ,位移为S ,则子弹位移为(S+l)。

水平方向不受外力,由动量守恒定律得:mv 0=mv+MV ①由动能定理,对子弹 -f(s+l )=2022121mv mv - ②对木块 fs=0212-MV ③由①式得 v=)(0v v M m - 代入③式有 fs=2022)(21v v Mm M -• ④ ②+④得 f l =})]([2121{2121212120220222v v Mm M mv mv MV mv mv -+-=-- 结论:系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能,且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。

即Q=ΔE 系统= fS 相问题:①若要子弹刚好能(或刚好不能)穿出木块,试讨论需满足什么条件②作出作用过程中二者的速度-时间图像,你会有什么规律发现例题:一木块置于光滑水平地面上,一子弹以初速v 0射入静止的木块,子弹的质量为m ,打入木块的深度为d ,木块向前移动S 后以速度v 与子弹一起匀速运动,此过程中转化为内能的能量为A .)(2102v v v m - B.)(00v v mv - C.s vd v v m 2)(0- D.vd S v v m )(0-v 0A Bv 0 AB v 0 lA 2v 0 v 0B C滑块、子弹打木块模型练习1.在光滑水平面上并排放两个相同的木板,长度均为L=1.00m ,一质量与木板相同的金属块,以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ,金属块与木板间动摩擦因数为μ=,g 取10m/s 2。

求两木板的最后速度。

2.如图示,一质量为M 长为l 的长方形木块B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m 的小木块A ,m <M ,现以地面为参照物,给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度使A 开始向左运动,B 开始向右运动,但最后A 刚好没有滑离B 板。

21高三物理子弹打木块专题PPT课件

21高三物理子弹打木块专题PPT课件

f b= 1/2×mv12 - 1/2× (m+M)VB2
= 1/2×mv12 ×M/ (m+M)
v0
∴a / b= v02 / v12 =(M+m) / m
A A
V
VB B
10
南京04年检测二17 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。已知木块沿子弹运动方向的长度 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。
子弹打木块专题
1
序言
PREFACE
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V=2mv0/3M 由能量守恒定律 fL=1/2·mv02-1/2m·1/9 v02-1/2·MV2 = 2/9·m v02 (2-m/M) 若把此木板固定在水平桌面上,滑块离开木板时
的速度为v , 由动能定理
- fL=1/2·m v 2 - 1/2·mv02
f1
A
由以上四式解得
v v0 1 4m
(M+m)V= (M-m)v0
m
v0
最后速度为V,由能量守恒定律
M
1/2(M+m)v0 2- 1/2(M+m)V 2 =μmg S

动量守恒定律的应用之子弹打木块问题(滑块类问题)(解析版)

动量守恒定律的应用之子弹打木块问题(滑块类问题)(解析版)

动量守恒定律的应用之子弹打木块问题(滑块类问题)子弹射击木块的两种典型情况1.木块放置在光滑的水平面上运动性质:子弹对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动;木块在滑动摩擦力作用下做匀加速运动。

处理方法:把子弹和木块看成一个系统,①系统水平方向动量守恒;②系统的机械能不守恒;③对木块和子弹分别利用动能定理。

2.木块固定在水平面上运动性质:子弹对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动;木块静止不动。

处理方法:对子弹应用动能定理或牛顿第二定律。

两种类型的共同点:(1)系统内相互作用的两物体间的一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值(因为有一部分机械能转化为内能);(2)摩擦生热的条件:必须存在滑动摩擦力和相对滑行的路程,大小为Q=fs,其中f是滑动摩擦力的大小,s是两个物体的相对路程(在一段时间内“子弹”射入“木块”的深度,就是这段时间内两者的相对路程,所以说是一个相对运动问题)。

【典例】如图所示,在光滑水平面上有一辆质量M=8 kg的平板小车,车上有一个质量m=1.9 kg的木块,木块距小车左端6 m(木块可视为质点),车与木块一起以v=1 m/s的速度水平向右匀速行驶.一颗质量m0=0.1 kg的子弹以v0=179 m/s的初速度水平向左飞,瞬间击中木块并留在其中.如果木块刚好不从车上掉下,求木块与平板小车之间的动摩擦因数μ(g=10 m/s2).【答案】:0.54Q =μ(m +m 0)gs =12(m +m 0)v 21+12Mv 2-12(m +m 0+M )v 22 ③ 联立①②③并代入数据解得μ=0.54. 总结提升对于滑块类问题,往往通过系统内摩擦力的相互作用而改变系统内的物体的运动状态,既可由两大定理和牛顿运动定律分析单个物体的运动,又可由守恒定律分析动量的传递、能量的转化,在能量转化方面往往用到ΔE 内=ΔE 机=F 滑x 相。

【跟踪短训】1.(多选)如图所示,质量为m 的子弹水平射入质量为M 、放在光滑水平地面上静止的木块,子弹未穿透木块,则从子弹接触木块到随木块一起匀速运动的过程中木块动能增加了5 J ,那么此过程中系统产生的内能可能为( )A .16 JB .11.2 JC .4.8 JD .3.4 J 【答案】AB.【解析】法二:本题也可用图象法,画出子弹和木块的v -t 图象如图所示,根据v -t 图象与坐标轴所围面积表示位移,ΔOAt 的面积表示木块的位移s ,ΔOAv 0的面积表示子弹相对木块的位移d ,系统产生的内能Q =fd ,木块得到的动能E k1=fs ,从图象中很明显可以看出d >s ,故系统产生的内能大于木块得到的动能.2. 如图所示。

动量守恒定理应用之滑块、子弹打木块模型

动量守恒定理应用之滑块、子弹打木块模型

lv 0 vS v 0 A Bv 0 A B v 0 l 动量守恒定理应用之滑块、子弹打木块模型子弹打木块模型:包括一物块在木板上滑动等。

μNS 相=ΔE k 系统=Q ,Q 为摩擦在系统中产生的热量。

②小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动 :包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。

小球上升到最高点时系统有共同速度(或有共同的水平速度);系统内弹力做功时,不将机械能转化为其它形式的能,因此过程中系统机械能守恒。

例题:质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m 的子弹以水平初速v 0射入木块,穿出时子弹速度为v ,求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。

解:如图,设子弹穿过木块时所受阻力为f ,突出时木块速度为V ,位移为S ,则子弹位移为(S+l)。

水平方向不受外力,由动量守恒定律得:mv 0=mv+MV ①由动能定理,对子弹 -f(s+l )=2022121mv mv -② 对木块 fs=0212-MV ③由①式得 v=)(0v v M m - 代入③式有 fs=2022)(21v v M m M -•④ ②+④得 f l =})]([2121{21212121202202220v v M m M mv mv MV mv mv -+-=-- 由能量守恒知,系统减少的机械能等于子弹与木块摩擦而产生的内能。

即Q=f l ,l 为子弹现木块的相对位移。

结论:系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能,且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。

即 Q=ΔE 系统=μNS 相其分量式为:Q=f 1S 相1+f 2S 相2+……+f n S 相n =ΔE 系统1.在光滑水平面上并排放两个相同的木板,长度均为L=1.00m ,一质量与木板相同的金属块,以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ,金属块与木板间动摩擦因数为μ=0.1,g 取10m/s 2。

求两木板的最后速度。

2.如图示,一质量为M 长为l 的长方形木块B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m 的小木块A ,m <M ,现以地面为参照物,给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度 (如图),使A 开始向左运动,B 开始向右运动,但最后A 刚好没有滑离B 板。

高二物理动量守恒定律的应用PPT课件

高二物理动量守恒定律的应用PPT课件
v1 / v2 = - M /(M+ m)
例2、质量为50kg的小车静止在光滑水平面上,质 量为30kg 的小孩以4m/s的水平速度跳上小车的尾 部,他又继续跑到车头,以2m/s的水平速度(相对 于地)跳下,小孩跳下后,小车的速度多大?
解:动量守恒定律跟过程的细节无关 ,
对整个过程 ,以小孩的运动速度为正方向
由动量守恒定律 mv0 = (m+ M)V V= 5/3m/s
由能量守恒定律 1/2 mv0 2 = 1/2 (m+ M) V2 + μmg(L+s)
解得:s=16/9m>L=1m
能返回到A点
由动量守恒定律 mv0 = - mv2+ MV2= 5
由能量守恒定律 1/2 mv0 2 = 1/2 mv22+ 1/2 MV22 + 2μmgL 解得:V2=2.55m/s (向右) v2=0.1m/s (向左)
v1=a1t v2=v0-a2t
当v1=v2时 解得A、B两者距离最近时所用时间
t=0.25s s1=a1t2 s2=v0t-a2t2
△s=s1+d-s2
将t=0.25s代入,解得A、B间的最小距离
△smin=0.075m
m2 v0
m1 d
练习. 如图所示,一质量为M =0.98kg的木块静止在 光滑的水平轨道上,水平轨道右端连接有半径为 R=0.1m的竖直固定光滑圆弧形轨道。一颗质量为 m=20g的子弹以速度v0=200m/s的水平速度射入木块, 并嵌入其中。(g取10m/s2)求:
解:画出运动示意图如图示
由动量守恒定律(m+M)V=mv
V=1m/s
由能量守恒定律 μmg L = 1/2 ×mv2 - 1/2 ×(m+M)V2

子弹打木块动量守恒定律课件

子弹打木块动量守恒定律课件

联立①②解得:s=
v02
子弹打木块动量守恒定律课件
课堂练习
2、质量均为2kg的物体A、B,在B物 体上固定一轻弹簧,则A以速度6m/s碰上弹 簧并和速度为3m/s的B相碰,则碰撞中AB相 距最近时AB的速度为多少?弹簧获得的最 大弹性势能为多少?
子弹打木块动量守恒定律课件
结论
2.涉及弹簧的临界问题 对于如图所示的有弹簧组成的系统,当物体a与弹簧 作用后,物体a做减速运动,物体b做加速运动,二者 间的距离逐渐减小,弹簧压缩量逐渐增大,在二者间 发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短(或二 者间距最小)时的临界条件是: 两个物体速度必须相同(大小、方向)。
据动量守恒 mv0Mmv
v mv0 M m子弹打木块动量守恒定律课件
问题2 子弹在木块内运动的时间
以子弹为研究对象,由牛顿运动定律和运动学公式可得:
t
vv0 a
Mm0 v
fMm
子弹打木块动量守恒定律课件
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 12m02v12m2v……①
例1质量相等的A、B两球在光滑水平面 上沿一直线向同一方向运动,A球的动量 为PA=7kg·m/s,B球的动量为PB =5kg·m /s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、 B两球的动量可能为( A )
A. pA'6kgmpB /'s6kgm
B.p A ' 3 kg /smp B ' 9 kg /sm
3.涉及弧形槽的临界问题 如图所示,在小球滑上斜面小车(斜面小车放在光滑 水平面上)的过程中,由于弹力的作用,斜面小车将 在水平方向做加速运动,小球做减速运动,小球滑倒 斜面上最高点的临界条件是 物体与斜面沿水平方向具有共同的速度,小球在竖直方 向的分速度为零。

动量守恒定律的典型模型及其应用+课件

动量守恒定律的典型模型及其应用+课件

动能损失为
E=12m1v12012m2v22012 m1m2v2
m1m1
2m1 m2
v10v20 2
解决碰撞问题须同时遵守的三个原则:
一. 系统动量守恒原则
二. 能量不增加的原则
三. 物理情景可行性原则
例如: 追赶碰撞:
碰撞前: V追赶 V被追
碰撞后:
在前面运动的物体的速度一定不 小于在后面运动的物体的速度
2 特例: 质量相等的两物体发生弹性正碰
v1
m1 m2 v10 2m2v20 m1 m2
v2
m2 m1 v20 2m1v10 m1 m2
碰后实现动量和动能的全部转移 (即交换了速度) 第219页2题
完全非弹性碰撞
碰撞后系统以相同的速度运动 v1=v2=v 动量守恒:
m 1 v 1 0 m 2 v 2 0 m 1 m 2 v
ABD
• 图中,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静 止在水平直导轨上,弹簧处在原长状态。另一质量与B 相同滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑行,当 A滑过距离l1时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A.B紧
贴在一起运动,但互不粘连。已知最后A恰好返回出发
点P并停止,滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为
高三物理重点专题
动量守恒定律的典型模型 及其应用
动量守恒定律的典型应用 几个模型:
(一)碰撞中动量守恒 (二)反冲运动、爆炸模型
(三)子弹打木块类的问题:
(四)人船模型: 平均动量守恒
• (1)在弹性形变增大的过程中,系统中两物 体的总动能减小,弹性势能增大,在系统形变 量最大时,两物体速度相等. 在形变减小(恢 复)的过程中,系统的弹性势能减小,总动能 增大.

动量守恒定理应用之滑块、子弹打木块模型

动量守恒定理应用之滑块、子弹打木块模型

动量守恒定理应用之滑块、子弹打木块模型lv 0 v S动量守恒定理应用之滑块、子弹打木块模型子弹打木块模型:包括一物块在木板上滑动等。

μNS 相=ΔE k 系统=Q ,Q 为摩擦在系统中产生的热量。

②小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动 :包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。

小球上升到最高点时系统有共同速度(或有共同的水平速度);系统内弹力做功时,不将机械能转化为其它形式的能,因此过程中系统机械能守恒。

例题:质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m 的子弹以水平初速v 0射入木块,穿出时子弹速度为v ,求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。

解:如图,设子弹穿过木块时所受阻力为f ,突出时木块速度为V ,位移为S ,则子弹位移为(S+l)。

水平方向不受外力,由动量守恒定律得:mv 0=mv+MV ①由动能定理,对子弹 -f(s+l )=2022121mv mv -②对木块 fs=0212-MV ③由①式得 v=)(0v v Mm- 代入③式有fs=2022)(21v v Mm M -• ④②+④得 f l =})]([2121{21212121202202220v v Mm M mv mv MV mv mv -+-=--v 0A Bv 0 AB v 0l由能量守恒知,系统减少的机械能等于子弹与木块摩擦而产生的内能。

即Q=f l ,l 为子弹现木块的相对位移。

结论:系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能,且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。

即 Q=ΔE 系统=μNS 相其分量式为:Q=f 1S 相1+f 2S 相2+……+f n S 相n=ΔE 系统1.在光滑水平面上并排放两个相同的木板,长度均为L=1.00m ,一质量与木板相同的金属块,以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ,金属块与木板间动摩擦因数为μ=0.1,g 取10m/s 2。

求两木板的最后速度。

动量守恒之滑块子弹打木块模型

动量守恒之滑块子弹打木块模型

l动量守恒定律的应用1—— 子弹打木块模型模型:质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m 的子弹以水平初速v 0射入木块,穿出时子弹速度为v ,求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。

解:如图,设子弹穿过木块时所受阻力为f ,突出时木块速度为V ,位移为S ,则子弹位移为(S+l)。

水平方向不受外力,由动量守恒定律得:mv 0=mv+MV ①由动能定理,对子弹 -f(s+l )=2022121mv mv - ②对木块 fs=0212-MV ③由①式得 v=)(0v v M m - 代入③式有 fs=2022)(21v v Mm M -• ④②+④得 f l =})]([2121{21212121202202220v v Mm M mv mv MV mv mv -+-=--结论:系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能,且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。

即Q=ΔE 系统= fS 相问题:①若要子弹刚好能(或刚好不能)穿出木块,试讨论需满足什么条件?②作出作用过程中二者的速度-时间图像,你会有什么规律发现?例题:一木块置于光滑水平地面上,一子弹以初速v 0射入静止的木块,子弹的质量为m ,打入木块的深度为d ,木块向前移动S 后以速度v 与子弹一起匀速运动,此过程中转化为内能的能量为vv 0A2vA .)(21020v v v m - B.)(00v v mv - C.svdv v m 2)(0- D.vd S v v m )(0-滑块、子弹打木块模型练习1.在光滑水平面上并排放两个相同的木板,长度均为L=1.00m ,一质量与木板相同的金属块,以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ,金属块与木板间动摩擦因数为μ=0.1,g 取10m/s 2。

求两木板的最后速度。

2.如图示,一质量为M 长为l 的长方形木块B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m 的小木块A ,m <M ,现以地面为参照物,给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度使A 开始向左运动,B 开始向右运动,但最后A 刚好没有滑离B 板。

动量动能应用——子弹和木块

动量动能应用——子弹和木块

末速度为(v-u)
2 F 5v0 加速度 a m 16 L
对子弹有:( v0-u )2-( v-u )2 = 2aL
5 2 v u v0 u v0 8
2
5 2 当 v0 u v0 时 8
2
10 u (1 )v0 4
2
5 2 v u v0 u v0 8
例3、一质量为M的长木板B静止在光滑水平面上, 一质量为m的小滑块A(可视为质点)以水平速度v0
从长木板的一端开始在木板上滑动,到达另一端滑
块刚离开木板时的速度为 v0,若把此木板固定在水 3 平桌面上,其它条件相同,求:滑块离开木板时的 速度。
1
解:木板不固定时,如图示: 2mv 0 1 v 由动量守恒定律 mv 0 m v0 Mv 3M 3 由能量守恒定律 fL 1 mv 2 1 m( 1 v )2 1 Mv 2 0 0 2 2 3 2 若把此木板固定在水平桌面上,滑块离开木板时的速 度为v', 由动能定理 1 1 2 2 fL mv mv 0 2 2 由以上三式解得 v0 f1 A f2 B v0 4m v 1 v0 /3 3 M L
L = 0.48m
规律总结
(1)解此类问题,关键是要看清系统动量是否守 恒,特别注意地面是否光滑。从而判断能否用动 量守恒列方程。如不守恒往往要用动量定理和动 能定理。 (2)要注意两物体间运动时间的关系、位移关系、 能量关系及其与对应功的关系。 (3)滑动摩擦力和相对位移的乘积等于摩擦产 生的热。这是常用的一个关系。
动量和能量的综合应用
━━兼谈子弹打木块模型
例1 、质量为2m、长为L的木块置于光滑的水平面上, 质量为m的子弹以初速度v0 水平向右射穿木块后速 度为v0 /2。设木块对子弹的阻力F 恒定。求: (1)子弹穿过木块的过程中木块的位移以及木块 对子弹的阻力F v0 2m m

“子弹打木块”专题例题 高级简洁动画PPT

“子弹打木块”专题例题 高级简洁动画PPT

若m1滑到B点时与m2相碰并粘在一起, 求二者从桌边滑出后的落地点到桌边的 水平距离x?
动 量 守 恒 定 律
平 抛 运 动 规 律
情境七 动 能 定 理
m1
R A L
1 若m1从半径为R光滑 圆周滑到A点,求其在A 4
牛 顿 第 二 定 律
B

点的速度?并说出其在A点受的支持力N的大小?
情境八
m1
H
C 动 能 定 理 R
若物体从C上方H高度自由 下落求其在A点的速度及受 到的支持力N?
牛 顿 第 二 定 律
A

L
B
情境九
m1
H
C R
若物体从C上方H高度自由 下落求其滑到B点的速度? 从B点抛出后的水平位移?
A

L
动 能 B定 理
平 抛 运 动 规 律
情境十
牛 顿 第 二 定 定 律
C 动 能 定 理 R
物块与滑板分别做匀变速达到共同速度, 后,一起匀速运动(L-s2)至滑板与C相碰,
L
碰后物块在滑板上继续做匀减速运动到右端。
对物块,由动能定理: m gl s
m v m v vC1 Wf mg (l s2 ) 4.25mgR
2 1 2 2 C1 1 2 2 B

gR 0 2
A
L
B
情境十四
释放弹簧,m1带正 电q,圆轨道右侧 有匀强电场E,m1恰 好到圆轨道最高点, 从最高点出来做恰 好做匀速圆周运动, 求电场强度大小, 并判断出磁场方向
m1
C E
R
A
m1
m2
牛 顿 第 二 定 定 律
平 衡 关 系
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选修3-5 动量 近代物理初步
第一讲 动量 动量守恒定律
第8课 动量和能量守恒定律的应用 子弹打木块类
一、 射入类
特点:在某一方向上动量守恒,如子弹有初动量 而木块无初动量,碰撞时间非常短,子弹射入木 块后二者以相同速度一起运动. 规律:从运动情况看,子弹在木块内受到恒定的 阻力做匀减速运动,木块受到子弹的恒力作用做 匀加速运动,到二者速度相等时,水平方向的相 互作用力为零,木块速度最大,此后二者一起做 匀速运动;从规律上看, 子弹、木块作为一个系 统,因水平方向系统只受内力而不受外力作用, 其动量守恒。
选修3-5 动量 近代物理初步
(ii)由②式可知 v2<v1,A 将继续压缩弹簧, 直至 A、B、C 三者速度相同,设此速度为 v3, 此时弹簧被压缩至最短,其弹性势能为 Ep,
由动量守恒定律和能量守恒定律得
mv0=3mv3⑤ 12mv0 2-ΔE=21×(3m)v3 2+Ep⑥ 联立④⑤⑥式得 Ep=4183mv0 2
12. (2013·新课标Ⅱ·35(2))如图,光滑水平 直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、 C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板 质量不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹 簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰 并粘接在一起,然后继续运动.假设B和C碰 撞过程时间极短.求从A开始压缩弹簧直至 与弹簧分离的过程中, (i)整个系统损失的 机械能; (ii)弹簧被压缩到最短时的弹性 势能.
选修3-5 动量 近代物理初步
如图所示,质量为3m,长度为L的木块置于
光滑的水平面上,质量为m的子弹以初速度
v0水平向右射入木块,穿出木块时速度为
2 5
v0,设木块对子弹的阻力始终保持不变.
(1)求子弹穿透木块后,木块速度的大小;
(2)求子弹穿透木块的过程中,木块滑行
的距离s;
L
v0
m
3m
选修3-5 动量 近代物理初步
选修3-5 动量 近代物理初步
选修3-5 动量 近代物理初步
选修3-5 动量 近代物理初步
二、穿透类
特点:在某一方向动量守恒,子弹有初动 量,木块有或无初动量,击穿时间很短, 击穿后二者分别以某一速度运动. 规律:选子弹和木块为一个系统,因系统 水平方向不受外力,则水平方向动量守 恒.选向右为正方向,据动量守恒定律
③ (m0
m)gL
1 2
(m0
m)v12
1 2
Mv
2
1 2
(m0
m
M
)v
2 2
联 立 化 简 得 : v02+0.8v0-22500=0 解 得
v0=149.6m/s 为最大值, ∴v0≤149.6m/s
选修3-5 动量 近代物理初步
2.一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已 知mA=0.99kg , mB=3kg,放在光滑水平桌 面上,开始时弹簧处于原长。现滑块A被水 平飞来的质量为mc=10g,速度为400m/s的子 弹击中,且没有穿出,如图所示,试求: (1)子弹击中A的瞬间A和B的速度 (2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能 (3)B可获得的最大动能
(1)由动量守恒定律, mv0
m
2 5
v0
3mv ,
解得木块的速度大小为
v
v0 5
(2)设木块对子弹的阻力为 f,对子
弹和木块分别应用动能定理,有
Hale Waihona Puke f(sL)
1 2
m[v02
2 ( 5
v0 )2 ]
fs 1 3mv2 2
L
解得木块滑行的距离 s 6
选修3-5 动量 近代物理初步
质量为mB=2kg的平板车B上表面水平,开 始时静止在光滑水平面上,在平板车左端 静 止 着 一 块 质 量 为 mA=2kg 的 物 体 A , 一 颗 质量为m0=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水 平初速度瞬间射穿A后,速度变为 v=100m/s,已知A ,B之间的动摩擦因数 不为零,且A与B最终达到相对静止。求: ①物体A的最大速度vA;②平板车B的最大 速度vB
选修3-5 动量 近代物理初步
如图所示,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,子弹钻入木块深度为 d.求木块
与子弹相对静止时的速度,木块对子弹的平均阻 力的大小和该过程中木块前进的距离.
选修3-5 动量 近代物理初步
解析:子弹和木块最后共同运动,相当于完全非弹性碰撞. 从动量的角度看,子弹射入木块过程中系统动量守恒: mv0=(M+m)v 从能量的角度看,该过程系统损失的动能全部转化为系统 的内能.设平均阻力大小为 f,设子弹、木块的位移大小分别为 s1、s2,如图 1-3-5 所示,显然有 s1-s2=d 对子弹用动能定理:fs1=12mv20-12mv2① 对木块用动能定理:fs2=12Mv2②
选修3-5 动量 近代物理初步
解:子弹射入木块时,可认为木块未动。子 弹与木块构成一个子系统,当此系统获共同 速 度 v1 时 , 小 车 速 度 不 变 , 有 m0v0-mv=(m0+m)v1 ①此后木块(含子弹)以 v1 向左滑,不滑出小车的条件是:到达小车左 端 与 小 车 有 共 同 速 度 v2 , 则 (m0+m)v1-Mv=(m0+m+M)v2 ②
选修3-5 动量 近代物理初步
解析 (i)从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 v1 时,对 A、B 与弹簧组成的系统,由动量守恒定律 得 mv0=2mv1① 此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞,设碰撞后它们 的瞬时速度为 v2,损失的机械能为 ΔE,对 B、C 组成的系统,由动量守恒定律和能量守恒定律得 mv1=2mv2② 12mv1 2=ΔE+12×(2m)v2 2③ 联立①②③式得 ΔE=116mv0 2④
选修3-5 动量 近代物理初步
①、②相减得:
fd=12mv20-12(M+m)v2=2MM+mmv20③
即 f=2dMMm+v20m s2=12Mv2/f=Mm+dm.
从能量角度分析:损 失的动能转化为内能 所以:Q=f阻力d相对
选修3-5 动量 近代物理初步
1.如图所示,在光滑水平面上有一辆质量 为M=4.00㎏的平板小车,车上放一质量为 m=1.96㎏的木块,木块到平板小车左端的 距离L=1.5m,车与木块一起以v=0.4m/s的 速度向右行驶,一颗质量为m0=0.04㎏的子 弹以速度v0从右方射入木块并留在木块内 ,已知子弹与木块作用时间很短,木块与 小车平板间动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2 。问:若要让木块不从小车上滑出,子弹 初速度应 满足什么条件?
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