2027届高三物理一轮复习课件：第七章　第36课时　专题强化：动量守恒在“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型中的应用(含解析)

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专题强化：动量守恒在“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型中的应用
1.会用动量观点和能量观点分析计算“子弹打木块”模型。2.会用动量观点和能量观点分析计算“滑块—木板”模型。
考点一　“子弹打木块”模型
考点二　“滑块—木板”模型
1.模型图示2.模型特点(1)子弹水平打进木块的过程中，系统的动量守恒。(2)系统的机械能有损失。
　　　如图所示，在光滑的水平桌面上静止放置一个质量为980 g的长方形匀质木块，现有一质量为20 g的子弹以大小为300 m/s的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出，和木块一起以共同的速度运动。已知木块沿子弹运动方向的长度为10 cm，子弹打进木块的深度为6 cm。设木块对子弹的阻力保持不变。(1)求子弹和木块的共同速度以及它们在此过程中所产生的内能。
答案　6 m/s　882 J　
(2)若子弹是以大小为400 m/s的水平速度从同一方向水平射向该木块，通过计算判断子弹能否射穿该木块？
拓展　在例1中，若子弹能射穿木块，则：(1)当子弹射入的速度增大时，下列说法正确的是　　　　。A.木块最终获得的动能变大B.子弹损失的动能变大C.子弹穿过木块的时间变短D.木块在被击穿过程中的位移变小
(2)在木块固定和不固定的两种情况下，以下说法正确的是　　　　。A.若木块固定，则子弹对木块的摩擦力的冲量为零B.若木块不固定，则子弹减小的动能等于木块增加的动能C.不论木块是否固定，两种情况下木块对子弹的摩擦力的冲量大小相等D.不论木块是否固定，两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等
1.模型图示2.模型特点(1)系统的动量守恒，但机械能不守恒，摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能。(2)若滑块未从木板上滑下，当两者速度相同时，木板速度最大，相对位移最大。
3.求解方法(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=FfΔx或Q=E初-E末，研究对象为一个系统。
质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5 m，现有一质量为m2=0.2 kg、可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车，如图所示，最后在小车上某处与小车保持相对静止，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.5，g取10 m/s2，求：(1)物块与小车的共同速度大小；
答案　0.8 m/s　
(2)从开始到共速，物块运动的位移大小x1；
答案　0.336 m　
(3)从开始到共速，小车运动的位移大小x2；
(4)在此过程中系统产生的内能；
(5)若物块不滑离小车，物块的初速度不能超过多少。
拓展　在例3中，若增大物块与小车间的动摩擦因数，则因摩擦产生的内能将　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(多选)(2026·广东深圳市检测)如图甲所示，质量为M=2 kg的木板A静置于光滑水平地面上，t=0时刻物块B(可视为质点)以水平向右的初速度3 m/s从木板A的左端滑入，此后两者的速度随时间变化的图像如图乙所示。当t=2 s时，物块B恰好到达木板A的右端。已知重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是A.物块B的质量为1 kgB.木板A的长度为3 mC.物块B与木板A间的动摩擦因数为0.1D.若只将物块B的初速度大小变为1.5 m/s，则最终物块B与木板A右端的 距离为1.5 m
两种典型的“滑块—木板”模型
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1.(2025·山东省实验中学检测)如图所示，两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上的滑块A、B后与滑块一起运动。两滑块质量相同、材料不同，子弹在A中受到的平均阻力是在B中受到的平均阻力的两倍。下列说法正确的是A.射入滑块A的子弹最终速度小B.射入滑块A的子弹受到的阻力的冲量大C.子弹射入滑块A中的深度是射入滑块B中深度的两倍D.两种情况子弹对滑块做的功相等
4.(2025·江西省模拟)如图，木板静置于光滑的水平面上，一颗子弹(视为质点)以水平速度击中并留在木板中，若木板对子弹的阻力恒定，子弹质量小于木板质量，虚线表示子弹与木板刚共速时的位置，则在下列四图中子弹与木板刚共速时的位置可能正确的是
5.如图所示，光滑水平地面上并排放置着质量分别为m1=1 kg、m2=2 kg的木板A、B，一质量M=2 kg的滑块C(可视为质点)以初速度v0=10 m/s从A左端滑上木板，C滑离木板A时的速度大小为v1=7 m/s，最终C与木板B相对静止，则A.木板B与滑块C最终均静止在水平地面上B.木板B的最大速度为5 m/sC.木板A的最大速度为1 m/sD.整个过程，A、B、C组成的系统机械能减少了57.5 J
6.(多选)(2025·安徽芜湖市二模)如图甲所示，质量为M的木块静止在光滑水平面上，质量为m的子弹以某一速度沿水平方向射入木块，一段时间后恰好在木块中与木块相对静止，若该过程中木块的速度v2与子弹的速度v1之间的关系可以用图乙表示，子弹在木块中相对运动时所受的阻力为恒力，则下列说法正确的有A.M∶m=3∶2B.该过程中子弹相对木块的位移比木 块相对地面的位移小C.木块所能达到的最大速度为24 m/sD.木块所能达到的最大速度为40 m/s
7.(多选)(2025·广东茂名市模拟)如图甲所示，一右端固定有竖直挡板的质量M=2 kg的木板静置于光滑的水平面上，另一质量m=1 kg的物块(可视为质点)以v0=6 m/s的水平初速度从木板的最左端冲上木板，最终物块与木板保持相对静止，物块和木板的运动速度随时间变化的关系图像如图乙所示，物块可视为质点，则下列判断正确的是
A.图乙中v2的数值为4B.物块与木板的碰撞为弹性碰撞C.整个过程物块与木板之间因摩擦产生的热量为12 JD.最终物块距木板左端的距离为3 m
8.(2025·江西省模拟)如图所示，质量m=30 g的木块从距离水平地面高度h=4.6 m处自由下落，在下落Δt=0.2 s时，被沿水平方向飞行的子弹击中
且子弹留在木块中，已知子弹的质量m0=10 g，子弹击中木块前的速度大小v0=90 m/s，忽略空气阻力，子弹和木块均可视为质点，重力加速度大小g取10 m/s2，求：(1)木块被击中前瞬间的速度大小v；
(2)木块落地时的水平位移大小x。
9.(2025·山东泰安市期末)如图所示，光滑水平地面上，静置着足够长的木板B和物块C，木板B右端到物块C的距离为x=0.4 m。某时刻，物块A以v0=3 m/s的初速度从木板B的左端冲上木板向右滑行。已知物块A、木板B、物块C的质量分别为mA=5 kg、mB=1 kg、mC=3 kg，物块A与木板B上表面间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度g取10 m/s2，木板B、物块C间的所有碰撞均为弹性碰撞。求：(1)木板B与物块C第一次碰前瞬间，物块A和木板B的速度大小；
答案　2.6 m/s　2 m/s　
(2)从物块A冲上木板B到木板B与物块C第二次碰前瞬间，A、B因摩擦产生的热量；