2026届高考物理一轮复习课件 第七章 第4讲 小专题 动量守恒在 子弹打木块 和 板块 类模型中的应用

这是一份2026届高考物理一轮复习课件 第七章 第4讲 小专题 动量守恒在 子弹打木块 和 板块 类模型中的应用，共53页。PPT课件主要包含了考点一，“子弹打木块”模型，规律总结，考点二，“滑块木板”模型，方法点拨，满分70分，课时作业，基础对点练，1木板的高度h等内容，欢迎下载使用。
[变式] 子弹射入物块A的过程中,两物块的动量是否守恒?两物块运动过程中,弹簧最短时的弹性势能与弹簧最长时的弹性势能是否相等?
【答案】 不守恒　相等
(1)子弹击中物块前瞬间的速度大小;
(2)子弹从击中物块到穿出过程中系统损失的机械能。
解决“子弹打木块”的两个关键(1)弄清楚子弹是最终留在木块中与木块一起运动,还是穿出木块后各自运动。(2)求解子弹打击木块过程中损失的机械能,可以根据题目的具体条件:①利用系统前后的机械能之差求解。②利用ΔE损=Q热=F阻x相对求解。③利用打击过程中子弹克服阻力做的功与阻力对木块做的功的差值进行求解。
[例3] 【滑块未滑离木板】 (2025·北京海淀区开学考)如图所示,有一质量m=20 kg的物块B,以5 m/s 的水平初速度冲上一个质量M=80 kg的静止木板A。物块在木板上滑行一段距离后相对木板静止。已知物块与木板间的动摩擦因数为0.8,木板与地面间的摩擦可忽略不计,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)物块相对木板静止时,木板速度的大小;
【答案】 (1)1 m/s
【解析】 (1)对物块和木板由动量守恒定律得mv0=(m+M)v,解得v=1 m/s。
(2)物块所受摩擦力对物块做的功;
【答案】 (2)-240 J
(3)物块在木板上运动的距离。
【答案】 (3)1.25 m
[例4] 【滑块滑离木板】(2025·陕西安康开学考)如图所示,在光滑水平面上并排放着的长为L=7.5 m 的长木板B的上表面和半径R=1 m的四分之一光滑圆弧槽C的左端平滑相接,B、C二者不粘连,质量均为2 kg。在B的左端放一质量为1 kg的小物块A,A与B之间的动摩擦因数μ=0.5。现给A施加一水平向右的瞬时冲量10 N·s,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求物块A获得的初速度大小;
【答案】 (1)10 m/s
【解析】 (1)根据I=mv0,可得物块A获得的初速度大小v0=10 m/s。
(2)判断物块A能否滑离木板B,并求出A在B上滑动过程中因摩擦产生的热量;
【答案】 (2)能,37.5 J
(3)若A能滑上光滑圆弧槽C,求A滑上圆弧槽C后的运动过程中所能上升的最大高度;若A不能滑上光滑圆弧槽C,求A最终的速度大小。(结果保留3位有效数字)
【答案】 (3)能,0.208 m
“滑块—木板”模型至少涉及两个物体,包括多个运动过程,滑块、木板间存在相对运动。解决该模型问题的方法如下:(1)求速度:根据动量守恒定律求解,研究对象为一个系统。(2)求时间:根据动量定理求解,研究对象为一个物体。(3)求系统产生的内能或相对位移:根据能量守恒定律Q=Ff·x相对或Q=E初－E末求解,研究对象为一个系统。
1.(4分)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起,将其放在光滑水平面上,如图所示,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若子弹击中上层,子弹刚好不穿出;若子弹击中下层,则子弹整个刚好嵌入,由此可知(　　)[A] 子弹射中上层时对滑块做功多[B] 两次子弹对滑块做的功一样多[C] 子弹射中上层系统产生热量多[D] 子弹与上层之间的摩擦力较大
对点1.“子弹打木块”模型
【解析】 根据动量守恒定律可知两次过程最后滑块获得的速度(滑块和子弹的共同速度)是相同的,即滑块获得的动能是相同的;根据动能定理,滑块动能的增量是子弹对滑块做功的结果,所以两次子弹对滑块做的功一样多,故A错误,B正确。子弹嵌入下层或上层过程中,系统产生的热量都等于系统减少的动能,而减少的动能一样多(两次过程子弹初速度相等,且滑块与子弹的末速度也相等),故系统产生的热量一样多,故C错误。根据摩擦力和相对位移的乘积等于系统动能的损失量,两次相对位移不一样,因此子弹所受摩擦力不一样,子弹与下层之间相对位移比较小,所以摩擦力较大,故D错误。
4.(12分)(2024·广东深圳三模)如图所示,ABC是光滑轨道,其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆,AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M的小木块放在轨道水平部分,木块被水平飞来的质量为m的子弹射中,子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0。若被击中的木块能沿轨道滑到最高点C,重力加速度为g。
(1)求子弹击中木块后的速度;
(2)求子弹击中木块并留在其中的过程中,子弹和木块产生的热量Q;
对点2.“滑块—木板”模型5.(4分)如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为mB=2 kg的另一物体B以水平速度v0= 2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)[A] A、B间的动摩擦因数为0.1[B] 系统损失的机械能为4 J[C] 木板A的最小长度为2 m[D] 木板A获得的动能为2 J
8.(10分)(2024·重庆渝中期中)滑雪爱好者在滑雪场里玩跳板游戏:人踩着滑雪板从斜坡滑下进入水平滑道,快靠近某一水平冰面(不计摩擦)时,如图所示,以初速度v0沿与水平方向成θ=60°夹角起跳,恰好沿水平方向跳上一静止在冰面上的水平木板。已知滑雪板与木板间的动摩擦因数μ=0.1,人和滑雪板(始终相对静止)总质量与木板质量相等,木板长度远大于滑雪板的长度,重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(2)要使人和滑雪板不从木板上滑下,木板的最小长度L。
10.(12分)(2024·江苏南通开学考试)如图所示,滑板A固定在光滑的水平面上,长度为L=2 m,滑板质量mA=1 kg,滑块质量mB=0.99 kg,A、B间动摩擦因数为μ。现有子弹mC=0.01 kg以v0=200 m/s的速度向右击中B并留在其中。
(1)求子弹C击中B后瞬间,B的速度v1;
【答案】 (1)2 m/s　
【解析】 (1)设子弹C击中B后瞬间B速度为v1,根据动量守恒定律得mCv0=(mB+mC)v1,解得v1=2 m/s。
(2)B被子弹击中后恰好能滑到A右端静止,求A与B间动摩擦因数μ;
【答案】 (2)0.1
(3)若滑板A不固定,分析B能否离开A,并求整个过程A、B、C系统损失的机械能E。
【答案】 (3)不能离开　199 J