高一物理 子弹打木块模型 ppt
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动量和能量的综合应用
━━子弹打木块、滑块与木板模型
m2
m1
━━霸州一中 物理组
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题1：地面是光滑的，子弹和木块的末速度多大？
由动量守恒定律得（由于时间短不考虑竖直方向的任何变化）
（M + m）vx m v0 =
得：
m v0 vx = （ M + m）
m
2m
解析：（１）设子弹穿过木块后木块获得的速度是v v0 1 v v0 由系统动量守恒得： mv0 m 2mv 2 4
1 1 1 2 2 2 由能量守恒得： FL 1 mv0 2mv m( v0 ) 2 2 2 2
对木块有：
1 FS 2mv 2 2
v0
m
1 解得： 木块的位移 S L 5 2 5mv 0 木块对子弹的阻力 F 16 L
Байду номын сангаасv0
m
M
问题5：子弹的动量减小多少？木块的动量增加多少？ 动量总量怎么样？
由动量定理分析 如下： 木块： Δ
P木 = M
vx- 0 =
ft
Δ
P子 =
Δ
P木
因此系统总动量守恒
子弹：
Δ
P子 =
m v0 - m vx = f t
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题6：试判断S1和d谁大？ 方法一： 1 f S1= M vx2 - 0 2
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题2：设子弹与木块间作用力大小为f， 那么S2、S1 和d分别与v0存在什么关系？
由动能定理分析 如下：
f S1 = 1 M vx2- 0 对子弹做功：- f S2 = 1 m vx2 - 1 m v02 2 2 2 1 1 两式相加整理得： （ f S1 - S2 ) = m vx2+ M vx2 - 1 m v02 2 2 2 1 mv 2 1 2 1 2 即： v M -f d=2 + v m x x 0 2 2
f d = 1 m v02 - 1 m vx2 2 2 m v0 vx = （ M + m）
三式联立得：
-
1Mv 2 x 2
d = S1 d > S1
M+ m
m
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题6：试判断S1和d谁大？ 方法二：
木块平均速度：
S1 0 + Vx = V木 = t 2 d V子木 = t
对木块做功：
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题3：子弹损失动能与木块增加的动能一样大吗？ 子弹损失的动能转化成什么能了？
由动能定理分析 如下：
1 = M vx2 - 0 = f S1 由于 f S2 > f S1 2 1 1 2 2 fS 子弹损失动能： v v m 0 - m x = 2 ΔE子 = 2 2 1 1Mv 2 2 1 2 转化成了热量： — f S f S f d m v = m vx x Q= 2 1= 0 2 2 2
木块增加动能： ΔE木
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题4：设子弹与木块间平均作用力大小为f，在不知时间 情况下那么子弹受到的冲量是多大？木块受到的冲量为多大？
由动量定理分析 如下： 木块：
ft = M
vx- 0
子弹：
-ft
=
m vx - mv0
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
2m
= （ M+ m） 2
m
v0
子弹相对木块的平均速度：
V子木 > V木
V0 + 0 = 2 d > S1
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 恒定但未知。求： 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
━━子弹打木块、滑块与木板模型
m2
m1
━━霸州一中 物理组
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题1：地面是光滑的，子弹和木块的末速度多大？
由动量守恒定律得（由于时间短不考虑竖直方向的任何变化）
（M + m）vx m v0 =
得：
m v0 vx = （ M + m）
m
2m
解析：（１）设子弹穿过木块后木块获得的速度是v v0 1 v v0 由系统动量守恒得： mv0 m 2mv 2 4
1 1 1 2 2 2 由能量守恒得： FL 1 mv0 2mv m( v0 ) 2 2 2 2
对木块有：
1 FS 2mv 2 2
v0
m
1 解得： 木块的位移 S L 5 2 5mv 0 木块对子弹的阻力 F 16 L
Байду номын сангаасv0
m
M
问题5：子弹的动量减小多少？木块的动量增加多少？ 动量总量怎么样？
由动量定理分析 如下： 木块： Δ
P木 = M
vx- 0 =
ft
Δ
P子 =
Δ
P木
因此系统总动量守恒
子弹：
Δ
P子 =
m v0 - m vx = f t
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题6：试判断S1和d谁大？ 方法一： 1 f S1= M vx2 - 0 2
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题2：设子弹与木块间作用力大小为f， 那么S2、S1 和d分别与v0存在什么关系？
由动能定理分析 如下：
f S1 = 1 M vx2- 0 对子弹做功：- f S2 = 1 m vx2 - 1 m v02 2 2 2 1 1 两式相加整理得： （ f S1 - S2 ) = m vx2+ M vx2 - 1 m v02 2 2 2 1 mv 2 1 2 1 2 即： v M -f d=2 + v m x x 0 2 2
f d = 1 m v02 - 1 m vx2 2 2 m v0 vx = （ M + m）
三式联立得：
-
1Mv 2 x 2
d = S1 d > S1
M+ m
m
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题6：试判断S1和d谁大？ 方法二：
木块平均速度：
S1 0 + Vx = V木 = t 2 d V子木 = t
对木块做功：
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题3：子弹损失动能与木块增加的动能一样大吗？ 子弹损失的动能转化成什么能了？
由动能定理分析 如下：
1 = M vx2 - 0 = f S1 由于 f S2 > f S1 2 1 1 2 2 fS 子弹损失动能： v v m 0 - m x = 2 ΔE子 = 2 2 1 1Mv 2 2 1 2 转化成了热量： — f S f S f d m v = m vx x Q= 2 1= 0 2 2 2
木块增加动能： ΔE木
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
v0
m
M
问题4：设子弹与木块间平均作用力大小为f，在不知时间 情况下那么子弹受到的冲量是多大？木块受到的冲量为多大？
由动量定理分析 如下： 木块：
ft = M
vx- 0
子弹：
-ft
=
m vx - mv0
子弹打木块动量和功、能关系
S2 S1 d
2m
= （ M+ m） 2
m
v0
子弹相对木块的平均速度：
V子木 > V木
V0 + 0 = 2 d > S1
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 恒定但未知。求： 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