突破34 动量守恒定律的应用之子弹打木块问题（滑块类问题）-2019高三物理一轮微专题系列之热点专题突破

突破34 动量守恒定律的应用之子弹打木块问题（滑块类问题）-2019高三物理一轮微专题系列之热点专题突破

突破34 动量守恒定律的应用之子弹打木块问题(滑块类问题)‎ ‎　子弹射击木块的两种典型情况 ‎1．木块放置在光滑的水平面上 运动性质：子弹对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动；木块在滑动摩擦力作用下做匀加速运动。‎ 处理方法：把子弹和木块看成一个系统，①系统水平方向动量守恒；②系统的机械能不守恒；③对木块和子弹分别利用动能定理。‎ ‎2．木块固定在水平面上 运动性质：子弹对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动；木块静止不动。‎ 处理方法：对子弹应用动能定理或牛顿第二定律。‎ 两种类型的共同点：‎ ‎(1)系统内相互作用的两物体间的一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值(因为有一部分机械能转化为内能)；‎ ‎(2)摩擦生热的条件：必须存在滑动摩擦力和相对滑行的路程，大小为Q＝fs，其中f是滑动摩擦力的大小，s是两个物体的相对路程(在一段时间内“子弹”射入“木块”的深度，就是这段时间内两者的相对路程，所以说是一个相对运动问题)。‎ ‎【典例】如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M＝8 kg的平板小车，车上有一个质量m＝1.9 kg的木块，木块距小车左端6 m(木块可视为质点)，车与木块一起以v＝1 m/s的速度水平向右匀速行驶．一颗质量m0＝0.1 kg的子弹以v0＝179 m/s的初速度水平向左飞，瞬间击中木块并留在其中．如果木块刚好不从车上掉下，求木块与平板小车之间的动摩擦因数μ(g＝10 m/s2)．‎ ‎ ‎ ‎【答案】：0.54‎ Q＝μ(m＋m0)gs＝(m＋m0)v＋Mv2－(m＋m0＋M)v ③‎ 联立①②③并代入数据解得μ＝0.54.‎ 总结提升 对于滑块类问题，往往通过系统内摩擦力的相互作用而改变系统内的物体的运动状态，既可由两大定理和牛顿运动定律分析单个物体的运动，又可由守恒定律分析动量的传递、能量的转化，在能量转化方面往往用到ΔE内＝ΔE机＝F滑x相。‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎1．(多选)如图所示，质量为m的子弹水平射入质量为M、放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，则从子弹接触木块到随木块一起匀速运动的过程中木块动能增加了5 J，那么此过程中系统产生的内能可能为(　　)‎ ‎ ‎ A．16 J　　　　　　　　　 B．11.2 J C．4.8 J D．3.4 J ‎【答案】AB.‎ ‎【解析】 ‎ 法二：本题也可用图象法，画出子弹和木块的v－t图象如图所示，‎ 根据v－t图象与坐标轴所围面积表示位移，ΔOAt的面积表示木块的位移s，ΔOAv0的面积表示子弹相对木块的位移d，系统产生的内能Q＝fd，木块得到的动能Ek1＝fs，从图象中很明显可以看出d>s，故系统产生的内能大于木块得到的动能．‎ ‎2. 如图所示。质量M＝2 kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA＝2 kg的物体A(可视为质点)。一个质量为m＝20 g的子弹以500 m/s的水平速度射穿A后，速度变为100 m/s，最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数μ＝0.5(g取10 m/s2)。‎ ‎ ‎ ‎(1)平板车最后的速度是多大？‎ ‎(2)全过程损失的机械能为多少？‎ ‎(3)A在平板车上滑行的时间为多少？‎ ‎【答案】　(1)2m/s (2)2392J (3)0.4s。‎ ‎3. 一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块A，mm，故v方向水平向右。‎ ‎(2)功能关系：当木块A相对于地向左运动距离最远时，末速度为零，在这过程中，克服摩擦力Ff做功