2025高考物理一轮考点突破训练第7章动量和动量守恒定律专题强化8利用动量和能量观点解答五大模型考点1“子弹打木块”模型与“滑块_木板”模型

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第7章动量和动量守恒定律专题强化8利用动量和能量观点解答五大模型考点1“子弹打木块”模型与“滑块_木板”模型，共3页。试卷主要包含了“子弹打木块”模型，“滑块一木板”模型等内容，欢迎下载使用。
1．“子弹打木块”模型
(1)模型图例
(2)解题策略
①应用系统的动量守恒。
②在涉及滑块或平板的时间时，优先考虑用动量定理。
③在涉及滑块或平板的对地位移时，优先考虑用动能定理。
对子弹：－f(L＋S)＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)
对木块：f·L＝eq \f(1,2)mv2
④在涉及滑块的相对位移时，优先考虑用能量守恒定律。
对子弹和木块组成的系统：f·S＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)－eq \f(1,2)(M＋m)v2
⑤滑块恰好不滑动时，滑块与平板达到共同速度。
2．“滑块一木板”模型
(1)两种类型
(2)研究A、B用动能定理，研究A、B系统用能量守恒定律。列方程时，类似于“子弹打木块”模型。
►考向1 “子弹打木块”模型
(多选)水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块，经历时间为t1，子弹损失的动能为ΔEk1损，系统机械能的损失为E1损，穿透后系统的总动量为p1；同样的子弹以同样的速度打穿放在光滑水平面上的同样的木块，经历时间为t2，子弹损失的动能为ΔEk2损，系统机械能的损失为E2损，穿透后系统的总动量为p2。设木块给子弹的阻力为恒力且上述两种情况下该阻力大小相等，则下列结论正确的是( ABD )
A．t2>t1 B．ΔEk2损>ΔEk1损
C．E2损>E1损 D．p2>p1
[解析] 两次打穿木块过程中，子弹受到的阻力Ff相等，根据牛顿第二定律有a＝eq \f(Ff,m)，两次子弹的加速度相等；第二次以同样的速度击穿放在光滑水平面上同样的木块，由于在子弹穿过木块的过程中，木块会在水平面内滑动，所以第二次子弹的位移x2要大于第一次的位移x1，即x2>x1；子弹做减速运动，由位移公式x＝v0t＋eq \f(1,2)at2和x2>x1可得，t2>t1，故A正确；两次打穿木块过程中，子弹受到的阻力相等，阻力对子弹做的功等于子弹损失的动能，即ΔEk损＝Ffx，由于x2>x1，所以ΔEk2损>ΔEk1损，故B正确；两次打穿木块过程中，子弹受到的平均阻力相等，系统摩擦产生的热量Q＝Ffd，其中Ff为阻力，d为子弹相对于木块的位移大小，由于两次子弹相对于木块的位移大小都是木块的长度，所以系统机械能的损失相等，即E2损＝E1损，故C错误；p1小于子弹的初动量，第二次子弹穿透木块的过程，系统的动量守恒，则p2等于子弹的初动量，所以p2>p1，故D正确。
►考向2 “滑块—木板”模型
(2022·河北卷)如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1 kg，A和C以相同速度v0＝10 m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1。重力加速度大小取g＝10 m/s2。
(1)若00
则新滑板速度方向也向右。
(2)若k＝0.5，可知碰后瞬间物块C、D形成的新物块的速度为
v物′＝5(1－k)m/s＝5×(1－0.5)m/s＝2.5 m/s
碰后瞬间滑板A、B形成的新滑板的速度为
v滑′＝eq \f(10－20k,3) m/s＝0 m/s
可知碰后新物块相对于新滑板向右运动，新物块向右做匀减速运动，新滑板向右做匀加速运动，设新物块的质量为m′＝2 kg，新滑板的质量为M′＝3 kg，相对静止时的共同速度为v共，根据动量守恒可得
m′v物′＝(m′＋M′)v共
解得v共＝1 m/s
根据能量守恒可得
μm′gx相＝eq \f(1,2)m′v物′2－eq \f(1,2)(m′＋M′)veq \\al(2,共)
解得x相＝1.875 m。
[答案] (1)v物＝5(1－k)m/s，v滑＝eq \f(10－20k,3) m/s，方向均向右 (2)1.875 m模型
图例
如图甲所示，木板A的上表面粗糙，滑块B以速度v0滑到静止在光滑水平面上的木板A上：①如果木板足够长，A、B最终相对静止，具有共同速度；②如果木板长度较小，B可能滑出A的右端。
还有一种情景如图乙所示。