专题:子弹打木块模型
例题:
【例1】光滑水平面上 静置着一质量为M 的小车一颗质量为m 的木块以速度V 0水平滑向小车.木块滑出后,木块速度减为V 1, 小车的速度增为V 2.将此过程中下列说法补全完整:
A. 木块克服阻力做功为 。
B. 木块对小车做的功为 。
C. 木块减少的动能 小车增加的动能. D 系统产生的热量为 。
【例2】在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速v0水平射入木块,且陷入木块的最大深度为d 。
设冲击过程中木块的运动位移为s ,子弹所受阻力恒定。
试证明:s<d
【例3】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v 0水平向右
射入木块,穿出木块时速度为
5
2v 0,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 ;
(3)子弹穿过木块的整个过程中,子弹和木块在所组成的系统所产生的热量
是多少?
【例4】如图7-34,一轻质弹簧的两端连接两滑块A 和B ,已知m A =0.99kg, m B =3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长,现滑块被水平飞来的质量为m C =10g ,速度为400m/s 的子弹击中,且没有穿出,试求:
(1)子弹击中滑块A 后的瞬间滑块A 和B 的速度;
(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能;
(3)滑块B 可能获得的最大动能。
m
M
v 0 L 3m m A B v 0 图7-34
【练习】
1.如图6-13所示,木块与水平弹簧相连放在光滑水平面上,子弹A 沿水平方向射入木块后留在木块B 内,入射时间极短,尔后木块将弹簧压缩到最短,关于子弹和木块组成的系统,下列说法正确的是:( )
A .从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中系统动量守恒
B .子弹射入木块的过程中,系统动量守恒
C .子弹射入木块的过程中,系统动量不守恒
D .木块压缩弹簧过程中,系统动量守恒
2、物块A 、B 用一根轻质弹簧连接起来,放在光滑水平面上,A 紧靠墙壁,在B 上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图7-25所示,当撤去此力后,下列说法正确的是:( )
A.A 尚未离开墙壁前,弹簧和B 的机械能守恒
B.A 尚未离开墙壁前,A 和B 的总动量守恒
C.A 离开墙壁后,A 和B 的系统的总动量守恒
D.A 离开墙壁后,弹簧和A 、B 系统的机械能守恒
3.如图6-14,光滑水平面上有A.B 两物体,其中带有轻质弹簧的B 静止,质量为m 的A 以速度v o 向着B 运动,A 通过弹簧与B 发生相互作用的过程中:( )
(1)弹簧恢复原长时A 的速度一定最小
(2)两物体速度相等时弹簧压缩量最大
(3)任意时刻系统总动量均为mv o (4)任一时刻B 的动量大小总小于mv o
A .(1)(3)
B .(2)(3)
C .(1) (3) (4)
D .(2) (4)
4.如图7-17所示,质量为M 的木板B 放在光滑水平面上,有一质量为m 的滑块A 以水平向右的初速度v 0滑上木板B ,A 与木板之间的动摩擦因数为μ,且滑块A 可看做质点,那么要使A 不从B 的上表面滑出,木板B 至少应多长?
5.如图6-28所所示,abc 是光滑的轨道,其中ab 是水平的,bc 为ab 与相切的位于竖直平面内的半圆,半径R=0.30m ,质量m=0.20Kg 的小球A 静止在轨道上,另一质量M=0.60Kg ,速度v 0=5.5m/s 的小球B 与小
球A 正碰。
已知相碰后小球A 经过半圆的最高点c 落到轨道上距b 点为L=处,重力加速度g=10 m/ s 2,
求:
(1)碰撞结束时,小球A和B的速度大小;
(2)试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c 点。
图A B 图6-14
图6-28
【动量和能量】
1.如图7-33所示,有一半径为R 的半球形凹槽P ,放在水平地面上,一面紧靠在光滑墙壁上。
在槽口上有一质量为m 的小球,由A 点静止释放,沿光滑的球面下滑,经最低点B 又沿球面上升到最高点C ,经历时间为t ,B 、C 两点高度差为0.6R ,求: (1)小球到达C 点时的速度;
(2)在这段时间t 里,竖直墙对凹槽的冲量。
2.如图7-41所示,质量为M 的木块A 和B 平排放在光滑水平面上,A 上固定一根轻杆,轻杆上端的小钉(质量不计)o 上系了一长度为L 的细线,细线的另一端系一质量为m 的小球C ,现将小球C 拉起使细线成水平伸直,并由静止释放C 球,求:
(1)两木块刚分离时,A 、B 、C 的速度各为多大? (2)两木块分离后,悬挂小球的细线与竖直方向的最大夹角。
【三个物体】
1.如图所示,在光滑水平面上有两个并排放置的木块A 和B ,已知m A =0.5 kg ,m B =0.3 kg,有一质量为m C =0.1 kg 的小物块C 以20 m/s 的水平速度滑上A 表面,由于C 和A 、B 间有摩擦,C 滑到B 表面上时最终与B 以
2.5 m/s 的共同速度运动,求:
(1)木块A 的最后速度; (2)C 离开A 时C 的速度。
2.如图,两块质量均为0.6千克的木块A 、B 并排放置在光滑的水平桌面上,一颗质量为0.1千克的子弹以V 0=40米/秒的水平速度射入A 后进入B ,最终和B 一起运动,测得AB 在平整地面上的落点至桌边缘的水平距离之比为1:2,求子弹穿过A 木块时的速度和子弹穿透A 木块的过程中所所损失的动能△E
m A B C P 图7-33 • A B C
图7-41 •
3.如图5-2-13所示,平板小车停在光滑水平面上,质量均为m的物块A和B从小车两端相向滑上小车上表面,它们的水平速度大小分别为2v0和v0.若小车质量为m,A和B与小车间的动摩擦因数均为μ,试问经过多少时间A和B相对静止?(小车足够长,A、B不相撞)
4.质量为M=4.0kg的平板小车静止在光滑的水平面上,如图所示,当t=0时,两个质量分别为m A=2kg、m B=1kg的小物体A、B都以大小为v0=7m/s。
方向相反的水平速度,同时从小车板面上的左右两端相向滑动。
到它们在小车上停止滑动时,没有相碰,A、B与车间的动摩擦因
素μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(2)A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多长时间。
(3)画出小车运动的速度——时间图象。