子弹打木块模型与其应用XX 省海安县立发中学 杨本泉 迁移能力的培育是物理教学过程中的重要组成部分。在物理习题教学过程中,注重培育学生构建正确的物理模型,掌握基本模型的思维方法并能合理的迁移,可以受到事半功倍的效果。子弹打木块问题是高中物理主干知识:动量与能量相结合应用的重要模型之一。一、 原型一质量为 M 的木块放在光滑的水平面上,一质量 m 的子弹以初速度 v 水平飞来打进木块并留在其中,设相互作用力为 f问题 1 子弹、木块相对静止时的速度 v由动量守恒得:mv0=(M+m)v 问题 2 子弹在木块内运动的时间 由动量定理得:对木块 或 对 子 弹 问题 3 子弹、木块发生的位移以与子弹打进木块的深度由动能定理得: 对子弹:对木块:打进深度就是相对位移 S 相 =S1-S2=问题 4 系统损失的机械能、系统增加的内能 E 损= 由问题 3 可得:说明: 相互作用力与相对位移(或路程)的乘积等于系统机械能的减小,这是一个重要关系,通常都可直接运用。问题 5 比较 S1、S2、S 相的大小关系 运用图象法:子弹做匀减速直线运动 木块做匀加速直线运动 由图可以判定:① 不论 m、M 关系怎样 总有 S 相>S2 S1>2S2② 若 m<M 则 S 相>2S2 S1>3S2问题 6 要使子弹不穿出木块,木块至少多长?(v0、m、M、f 一定) 运用能量关系fL=二、应用例 1.木板 M 放在光滑水平面上,木块 m 以初速度 V0滑上木板,最终与木板一起运动,两者间动摩擦因数为,求:1.木块与木板相对静止时的速度;2.木块在木板上滑行的时间;3.在整个过程中系统增加的内能;4.为使木块不从木板上掉下,木板至少多长?解略:例 2.光滑水平面上,木板以 V0向右运动,木块 m 轻轻放上木板的右端,令木块不会从木板上掉下来,两者间动摩擦因数为,求①从 m 放上 M 至相对静止,m 发生的位移;②系统增加的内能;③木板至少多长?④若对长木板施加一水平向右的作用力,使长木板速度保持不变,则相对滑动过程中,系统增加的内能以与水平力所做的功为多少?解析:① 根据动量守恒定律得:⑴⑵ 对木块使用动能定理:⑶⑷② 根据能的转化和守恒定律:⑸③⑹⑺④ 相对滑动过程,木块做初速度为零的匀加速运动,而木板做匀速运动木块发生位移⑻ 木板发生位移 (9) 相对位移 (10) 系统增加内能 (11) 水平力所做的功 (12)例 3 如图所示,一质量为 M,长为 L 的长方形木板,B 放...