習(xí)題課1 動(dòng)量與能量的綜合問(wèn)題

習(xí)題課1動(dòng)量與能量的綜合問(wèn)題核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念具有與動(dòng)量及其守恒定律等相關(guān)的比較清晰的相互作用觀念和能量觀念?？茖W(xué)思維(1)掌握子彈打木塊模型的分析方法。(2)掌握彈簧類碰撞模型的分析方法。(3)掌握滑塊—木板模型的分析方法?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任體會(huì)動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)物理與生活和科技的緊密聯(lián)系，有學(xué)習(xí)物理、服務(wù)社會(huì)的志趣。綜合提能(一)子彈打木塊模型[融通知能]1.子彈打木塊的過(guò)程很短暫，認(rèn)為該過(guò)程內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒。2.在子彈打木塊過(guò)程中摩擦生熱，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化。3.若子彈不穿出木塊，二者最后有共同速度，機(jī)械能損失最多。[典例]

如圖所示，一質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平打進(jìn)木塊并留在其中，設(shè)子彈與木塊之間的相互作用力為Ff。則：(1)子彈、木塊的共同速度是多少？(2)過(guò)程中的摩擦生熱是多少？(3)子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多長(zhǎng)？(4)子彈、木塊相互作用過(guò)程中子彈、木塊發(fā)生的位移以及子彈打進(jìn)木塊的深度分別是多少？[針對(duì)訓(xùn)練]1．如圖所示，子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊后

不再穿出，此時(shí)木塊動(dòng)能增加了6J，那么此過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)能

可能為

(

)A．10J B．3JC．6J D．4J答案：A2．如圖所示，在光滑水平面上有一輛質(zhì)量M＝8kg的平板小車，

車上有一個(gè)質(zhì)量m＝1.9kg的木塊，木塊距小車左端6m(木

塊可視為質(zhì)點(diǎn))。車與木塊一起以v＝1m/s的速度水平向右勻速行駛。一顆質(zhì)量m0＝0.1kg的子彈以v0＝179m/s的初速度水平向左飛，瞬間擊中木塊并留在其中。如果木塊剛好不從車上掉下，求木塊與平板小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(g取10m/s2)。解析：設(shè)子彈射入木塊后的共同速度為v1，以水平向左為正方向，則由動(dòng)量守恒定律有m0v0－mv＝(m＋m0)v1代入數(shù)據(jù)解得v1＝8m/s答案：0.54綜合提能(二)彈簧類碰撞模型[融通知能]1.對(duì)于彈簧類碰撞問(wèn)題，在作用過(guò)程中，系統(tǒng)所受合外力為零，滿足動(dòng)量守恒定律。2.整個(gè)過(guò)程涉及彈性勢(shì)能、動(dòng)能、內(nèi)能、重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)用能量守恒定律解決此類問(wèn)題。3.彈簧壓縮最短時(shí)，彈簧連接的兩物體速度相等，此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能最大。[答案]

(1)3m/s

(2)12J[針對(duì)訓(xùn)練]1．如圖所示，木塊A、B的質(zhì)量均為2kg，置于光滑水平面上，

B與一輕質(zhì)彈簧的一端相連，彈簧的另一端固定在豎直擋板上，當(dāng)A以4m/s的速度向B撞擊時(shí)，由于有橡皮泥而粘在一起運(yùn)動(dòng)，那么彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能大小為

(

)A．4J B．8JC．16J D．32J答案：B

答案：(1)6m/s

(2)6J綜合提能(三)

“滑塊—木板”模型[融通知能]1．把滑塊、木板看作一個(gè)整體，摩擦力為內(nèi)力，在光滑水平面上滑塊和木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。2．由于摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。應(yīng)由能量守恒求解問(wèn)題。3．滑塊不滑離木板時(shí)，最后二者有共同速度。[答案]

(1)30N

(2)1m/s

(3)1.5m“滑塊—木板”模型是通過(guò)板塊之間的滑動(dòng)摩擦力發(fā)生相互作用的，當(dāng)系統(tǒng)所受合外力為零時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，但機(jī)械能一般不守恒，多用能量守恒定律求解，需要注意的是，滑塊若不滑離木板，意味著二者最終具有共同速度。/方法技巧/[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)如圖甲所示，光滑平臺(tái)上，物體A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小車上，車與水平面間的摩擦不計(jì)；圖乙為物體A與小車B的v-t圖像，由此可計(jì)算出

(

)A．小車上表面長(zhǎng)度B．物體A與小車B的質(zhì)量之比