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高三物理知识复习课教案“子弹打木块”专题
车间动摩擦因数μ=0.15。如图示。现给物块一个水平向右的瞬时冲
量,使物块获得v0=6m/s的水平初速度。物块与挡板碰撞时间极短
且无能量损失。求:
⑴小车获得的最终速度;
⑵物块相对小车滑行的路程;
⑶物块与两挡板最多碰撞了多少次;
⑷物块最终停在小车上的位置。
6. ⑴当物块相对小车静止时,它们以共同速度v做匀速运动,
师:等式的右边表示什么含义?生:系统动能的减少量
(指出)系统减少的动能转化为系统的内能,通过系统内阻力做功来实现。所以这个表达式可理解为能量守恒定律而得到的。题目若只求相对滑动位移时,采用能量守恒定律和动量守恒定律求解将更加简单。而题目要求木块或子弹相对地发生多大位移时,就必须用动能定理求解,所以大家要注意灵活选择公式。
高三复习课教案
“子弹打木块”专题
高中理综组
【教学目的】
1、“子弹打木块”是高考中非常普遍的一类题型,此类问题的实质在于考核学生如何运用动量和能量观点去研究动力学问题。
2、通过问题研究,掌握解决此类问题的基本思路和方法。
【教学重点】
运用动量和能量观点去解决动力学问题
【教学难点】
根据题目,建构物理情境
【教学过程】
一、课题提出,复习导入
(投影)“子弹打木块”是高考中非常普遍的一类题型,此类问题的实质在于考核大家如何运用动量和能量观点去研究动力学问题。
师:下面请大家回忆一下我们前面复习过的“动量以及功和能”这两章中的一些重要规律
(投影)1、动量定理的内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量。
表达式:F合t=mvt-mv0
(启发1)小球与小车组成的系统,水平方向上
有没有受外力作用?
生:没有,水平方向动量守恒
(启发2)要到达最大高度)若小球不离开小车是什么意思?
生:到达最大高度时两者速度相同
(要求学生完成,并请一位学生到黑板上板演)
解:以M和m组成的系统为研究对象,选向右为正方向,由动量守恒定律得:
⑵为使A、B两物块不发生碰撞,长木板C至少多长?
3.⑴由A、B、C受力情况知,当B从v0减速到零的过程中,C受力平衡而保持不动,此子过程中B的位移S1和运动时间t1分别为: 。然后B、C以μg的加速度一起做加速运动。A继续减速,直到它们达到相同速度v。对全过程:mA·2v0-mBv0=(mA+mB+mC)v ∴ v=v0/3
(教师将题目给大家念了一遍)
(启发1)题目中哪些词属于关键词?
生:“光滑”、“留在其中”等
(启发2)子弹留在木块中意味着什么?“光滑”?
生:子弹与木块的最终速度相同;水平面光滑说明子弹和木块组成的系统在运动过程中所示合外力为零,即动量守恒。
(启发3)子弹在木块中前进的距离L就是子弹相对木块发生的位移,所以必须清楚它们的运动过程。
师:本题若再问:子弹从打入木块到相对木块静止要经历多长时间?
生:动量定理。
“子弹”放在上面
如图:有一质量为m的小物体,以水平速度v0滑到静止在光滑水平面上的长木板的左端,已知长木板的质量为M,其上表面与小物体的动摩擦因数为μ,求木块的长度L至少为多大,小物体才不会离开长木板?
(启发1)“小物体不会离开长木板”的临界条件是什么?
B、C的加速度 ,此子过程B的位移
∴ 总路程
⑵A、B不发生碰撞时长为L,A、B在C上相对C的位移分别为LA、LB,则 L=LA+LB
*对多过程复杂问题,优先考虑钱过程方程,特别是ΔP=0和Q=fS相=ΔE系统。全过程方程更简单。
一质量为m、两端有挡板的小车静止在光滑水平面上,两挡板间距离
为1.1m,在小车正中放一质量为m、长度为0.1m的物块,物块与小
mv0=(M + m) V……….(1)
把M、m作为一个系统,由能量守恒定律得:
解得:
(点评)此题还是用到了动量守恒定律和能量守恒定律。关键在于对过程和初末状态的分析分析。
三、归纳小结
(投影)通过以上问题的研究,你对解决“子弹打木块”的问题有什么心得?
(根据学生的回答进行总结)
四、拓展
【教学反思】
板块小测试
(动画模拟):在运动过程中,子弹在水平方向上做什么运动?(只受阻力)而木块将加速运动,当两者速度达到相同时,将保持相对静止做匀速运动。
师:下面我们选择子弹射入木块前作为初状态,子弹与木块获得共同速度作为末状态画出图示进行分析。
解:由几何关系:L2 +L1= L …(1)
分别选m、M为研究对象,由动能定理得:
生:小物体滑到木板的最右端时,小物体与木板达到相同的速度,保持相对静止而不离开木板。
(启发2)小物体相对木块发生的位移是多少?(就是L)
(要求学生完成,并请一位学生到黑板上板演)
(点评)此题用到哪些规律?关键在于找出问题的临界条件。
“子弹”放在光滑平面上并接一圆弧
如图:有一质量为m的小球,以水平速度v0滚到静止在水平面上带有圆弧的小车的左端,已知小车的质量为M,其各个表面都光滑,若小球不离开小车,则它在圆弧上滑到的最大高度h是多少?
2、动量守恒定律表达式:m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’
3、动能定理的内容:合外力所做的功等于物体动能的变化。
表达式:W合=∆EK=mvt2- mv02
4、功是能转化的量度
师:下面我们就用这些规律,去研究“子弹打木块”问题
二、问题研究
(投影展示问题)质量为M的木块静止在光滑水平面上,有一质量为m的子弹以水平速度v0射入并留在其中,若子弹受到的阻力恒为f,问:子弹在木块中前进的距离L为多大?
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一平直木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v0和v0
的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板。如图示。
设物块A、B与长木板C间的动摩擦因数为μ,A、B、C三者质量相等。
⑴若A、B两物块不发生碰撞,则由开始滑上C到A、B都静止在
C上为止,B通过的总路程多大?经历的时间多长?
以m和M组成的系统为研究对象,选向右为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=(M + m)V………...(4)
解得:
(点评)指出本题中用到两个重要规律——(动量守恒定律和动能定理)
师:它们研究的对象是否相同?不相同:动量守恒定律研究的对象是一个系统,而动能定理研究的是单个物体。
师:如果将(2)(3)式相加将得到什么?