人教版 (2019)选择性必修 第一册第一章 动量守恒定律5 弹性碰撞和非弹性碰撞教学演示ppt课件

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重难探究·能力素养全提升
探究点一　子弹打木块模型
子弹打木块模型的两种类型
【例题1】 (2024湖南长沙一中高二期末)如图所示,一质量为m'、厚度为L的木块,静止在光滑的水平地面上,一颗质量为m的子弹,以v0的速度射向木块。如果将子弹与木块相互作用力大小F视为恒力。求:
(1)如果子弹没有打穿木块,系统产生的热量是多少?(2)要使子弹能打穿木块,则子弹的初速度至少多大?
解析 (1)在光滑的水平地面上,系统所受合外力为0,动量守恒。如果子弹没有打穿木块,则最终木块与子弹具有共同速度,设为v,根据动量守恒定律有mv0=(m'+m)v
(2)要使子弹能打穿木块,则子弹恰好到达木块右端与木块具有共同速度v'时对应子弹的初速度最小,设为vmin,根据动量守恒定律有mvmin=(m'+m)v'
方法技巧　基本思路点拨(1)明确研究对象,对单个物体,宜选用牛顿运动定律、动量定理和动能定理。对多个物体组成的系统,优先考虑两个守恒定律,明确物体之间的联系。(2)明确研究过程,对多个过程进行合理划分,明确每个子过程遵循的规律及相邻子过程之间的联系;也可把其看作一个整体应用能量和动量规律。
对点演练1.(2024山东东营一中高二期末)如图所示,质量为m'的木块静止于光滑的水平面上,一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出,设木块对子弹的阻力恒为F,求:(1)子弹与木块相对静止时二者共同速度为多大;(2)射入过程中产生的内能和子弹对木块所做的功分别为多少;(3)木块至少为多长。
解析 (1)子弹与木块组成的系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv0=(m+m')v
探究点二　滑块—木板模型
滑块—木板模型的特点
【例题2】 (2024安徽合肥一中高三期末)如图所示,B是放在光滑的水平面上质量为3m的一块木板,物块A(可看成质点)质量为m,与木板间的动摩擦因数为μ。最初木板B静止,物块A以水平初速度v0滑上木板,木板足够长。(重力加速度为g)(1)木板B的最大速度是多少?(2)物块A从刚开始运动到A、B速度刚好相等的过程中,物块A所发生的位移是多少?(3)若物块A恰好没滑离木板B,则木板至少多长? 
解析 (1)由题意知,A向右减速,B向右加速,当A、B速度相等时B的速度最大。以v0的方向为正方向,根据动量守恒定律有mv0=(m+3m)v(2)A向右减速的过程,根据动能定理有
(3)方法一:B向右加速过程的位移设为x2
方法技巧　滑块—木板模型是通过板块之间的滑动摩擦力发生相互作用的,当系统所受合力为零时,系统的动量守恒,但机械能一般不守恒,多用能量守恒定律求解,需要注意的是,滑块若不滑离木板,意味着二者最终具有共同速度。
对点演练2.如图所示,光滑水平面上一质量为m0、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁。质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板的左端,滑到木板的右端时速度恰好为零。(1)求小滑块与木板间的摩擦力大小;(2)现小滑块以某一速度v滑上木板的左端,滑到木板的右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,然后向左运动,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,试求 的值。
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1.(子弹打木块模型)(2024江苏无锡高三月考)如图所示,质量为m的子弹以水平速度v0射入放在光滑水平桌面上质量为m'的木板,子弹没有射出。此过程中木板的位移为x,子弹进入木板的深度为Δx,若将子弹在射入木板的过程中受到的阻力视为恒力,则关于x和Δx的大小关系,正确的说法是(　　)A.x>ΔxB.x=ΔxC.x<ΔxD.不能确定
2.(子弹打木块模型)(多选)(2024山东淄博高二月考)矩形滑块由不同材料的上、下两层黏合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击下层,子弹刚好不射出,若射击上层,则子弹刚好能射进一半厚度,如图所示,上述两种情况相比较(　　)A.子弹对滑块做的功一样多B.子弹对滑块做的功不一样多C.系统产生的热量一样多D.系统产生的热量不一样多
3.(滑块—木板模型)(2024河北衡水高二期中)如图甲所示,一木板静止于光滑水平桌面上,t=0时,物块以速度v0滑到木板上,物块与木板运动的v-t图像如图乙所示,图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得(　　)A.木板的长度B.物块与木板的质量C.物块与木板之间的动摩擦因数D.从t=0开始到t1时刻木板获得的动能
4.(滑块—木板模型)(多选)(2024山东潍坊高二期中)如图所示,一质量m'=8.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量m=2.0 kg的小木块A。给A和B以大小均为5.0 m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,A始终没有滑离B板,A、B之间的动摩擦因数是0.5。则在整个过程中,下列说法正确的是(　　)A.小木块A的速度减为零时,长木板B的速度大小为3.75 m/sB.小木块A的速度方向一直向左,不可能为零C.小木块A与长木板B共速时速度大小为3 m/s,方向向左D.长木板的长度可能为10 m
解析 A、B组成的系统动量守恒,取长木板运动方向为正方向,根据动量守恒定律可知m'v0-mv0=m'v1+0,解得v1=3.75 m/s,A正确;设最终速度为v2,根据动量守恒定律,得m'v0-mv0=(m'+m)v2,解得v2=3 m/s,因此A、B最终一起向右运动,且速度大小为3 m/s,B、C错误;根据能量守恒定律,有 ,整理得长木板的长度至少为L=8 m,因此长木板的长度可能为10 m,D正确。
5.(滑块—木板模型)(2024山东德州一中高三月考)如图所示,质量为m、长为L的长木板放在光滑的水平面上,一个质量也为m的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上长木板,如果长木板是固定的,物块恰好停在长木板的右端,如果长木板不固定,则物块冲上长木板后相对长木板最多能滑行的距离为(　　)