題目情景:質量為M的木塊靜止放置在光滑水平面上,一質量為m的子彈以初速度Vo射入木塊中,沒射穿。
子彈打木塊模型的規律
子彈和木塊組成的系統動量守恒,可以通過動量守恒求最后共速的速度,系統損失的能量可以通過能量守恒求出。
動量守恒:
能量守恒求系統損失的能量:
子彈打木塊模型的變式題型
水平面光滑,A、B最終達到共速
水平面光滑,彈簧壓縮到最短
水平面光滑,小球恰好能上升到最高點
子彈打木塊模型(不擊穿)例題
1、如圖,在水平面上放置質量為M=800g的木塊,一質量為m=50g的子彈以Vo=170m/s的水平速度射入木塊,最終與木塊一起運動,若木塊與地面間的動摩擦因數為0.2,求木塊在地面上滑行的距離?(g=10m/s2)
解析:子彈打木塊的過程中, 時間極短,可認為子彈和木塊達到共速v1后才開始一起向前運動,且內力遠大于外力,外力可以忽略不計,故水平方向上動量守恒:
子彈與木塊達共速后一起滑動L后停下的過程中,能量守恒:
解得L=25m
2、質量為M的楔形物塊上有圓弧軌道,靜止在水平面上,質量為m的小球以速度v1向物塊運動,不計一切摩擦,圓弧小于90°且足夠長,求小球能上升到的最大高度?
解析:在小球上升的過程中,小球做減速運動,圓弧軌道做加速運動,由于圓弧軌道足夠長,故小球和軌道最后能達到共速v共。以小球和物塊所組成的系統為研究對象,在水平方向上不受外力,故水平方向上動量守恒:
由于都光滑,故沒機械能損失,由能量守恒有:
聯立解得:
高中物理之子彈打木塊模型(擊穿)