2017高考物理动量守恒定律10个模型必威体育精装版模拟题精选训练：专题04 子弹打木块模型（解析版）.docVIP

动量守恒的十种模型精选训练4 动量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的规律之一，它不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于微观、高速领域。通过对必威体育精装版高考题和模拟题研究，可归纳出命题的十种模型。 四．子弹打木块模型 【模型解读】若木块不固定，子弹打木块过程中，子弹与木块的作用力远大于木块所受阻力，系统动量守恒。子弹打木块过程中，子弹和木块的位移不同，二者相互作用，导致系统机械能减小，减小的机械能转化为内能。对于子弹打木块问题，若计算相互作用前后的速度，可利用动量守恒定律列方程解答；若涉及相互作用的时间，一般需要利用动量定理列方程解答；若涉及子弹打入木块的深度，一般需要分别对子弹和木块分别运用动量定理列方程解答。 例4 . 如图所示，在光滑水平地面上的木块M紧挨轻弹簧靠墙放置。子弹m以速度v0沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩劲度系数未知弹簧至弹簧最短．已知子弹质量为m，木块质量是子弹质量的9倍，即M=9m；弹簧最短时弹簧被压缩了△x；劲度系数为k、形变量为x的弹簧的弹性势能可表示为Ep=kx2。求： （i）子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程中损失的机械能； （ii）弹簧的劲度系数。 （2）设弹簧的劲度系数为k，根据题述，弹簧最短时弹簧被压缩了△x，其弹性势能可表示为Ep=k△x)2 木块压缩轻弹簧过程，由机械能守恒定律，m+M)v2=Ep 解得：弹簧的劲度系数k= 【点评】此题涉及两个模型，子弹打木块模型和轻弹簧模型。子弹打木块模型，一定有机械能损失，损失的机械能等于系统动能之差，也等于子弹所受阻力乘以子弹打入木块的深度（若子弹从木块穿出，则损失的机械能等于子弹所受阻力乘以木块长度）。 针对训练题 1（8分）（2016高考海南物理）如图，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞后两者粘连在一起运动，碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以h为纵坐标，v2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k=1.92 ×10-3s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA=0.400kg和mB=0.100kg，重力加速度大小g=9.8m/s2。 （i）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h-v2直线斜率的理论值k0。 （ii）求k值的相对误差×100%，结果保留1位有效数字。 【参考答案】A 【名师解析】 资*源%库 （i）设物块A和B碰撞后共同运动的速度为,由动量守恒定律有 ① WWW.在碰撞后A和B共同上升的过程中，由机械能守恒定律有 ② 联立①②式得 ③ 由题意得 ④ 代入题给数据得 ⑤ 评分参考：第（i）问7分，①②式各③④⑤式各ii）问1分，⑦式 2.如图所示，在固定的光滑水平杆上，套有一个质量为m=0.5kg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=1.98kg的木块，现有一质量为m0=20g的子弹以v0=100m/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10m/s2），求：①圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能； ②木块所能达到的最大高度． 资*源%库【名师解析】 ①子弹射入木块过程，系统的动量守恒，取向右方向为正方向，根据动量守恒定律得：则有：m0v0=（m0+M）v得：v=1m/s ????机械能只在该过程有损失，损失的机械能为?△E=mv02- (m0+M) v2?=99J? 3. 如图所示，两物块A、B并排静置于高h=0.80m的光滑水平桌面上，两物块的质量均为M=0.60kg。一颗质量m=0.10kg的子弹C以v0=100m/s的水平速度从左面射入A物块，子弹射穿A后接着射入B并留在B中，此时A、B都没有离开桌面。已知物块A的长度为0.27m，A离开桌面后，落地点到桌边的水平距离s=2.0m。设子弹在物块A、B 中穿行时受到的阻力保持不变，g取10m/s2。求：（1）物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少；（2）求子弹在物块B中穿行的距离；（3）为了使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面，求物块B到桌边的最小距离。 WWW.【名师解析】 ??????t=0.40sA离开桌边的速度??????=5.0m/s设子弹射入物块B后，子弹与B的共同速度为vB，子弹与两物块作用过程系统动量守恒：B离开桌边的速度=10m/s （2）设子弹离开A时的速度为，子弹与物块A作用过程系统动量守恒：解得：m/s子弹在物块B中穿行的过程中，由能量守恒????????①子弹在物块A中穿行的过程中，由能量守恒?????????②由①②解得m 本题考查动量守恒与能量守恒的应用，物块A被子弹射穿后做平抛运