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高中物理解题方法之动量和能量的综合应用(二)

2020/01/15 13:30:38 暂无评论

三、弹簧类模型

1.对于弹簧类问题,在作用过程中,若系统合外力为零,则满足动量守恒.

2.整个过程往往涉及到多种形式的能的转化,如:弹性势能、动能、内能、重力势能的转化,应用能量守恒定律解决此类问题.

3.注意:弹簧压缩最短或弹簧拉伸最长时,弹簧连接的两物体速度相等,此时弹簧弹性势能最大.

3 两块质量都是m的木块AB在光滑水平面上均以速度V0/2()向左匀速运动,中间用一根劲度系数为k的水平轻弹簧连接,如图3所示.现从水平方向迎面射来一颗子弹,质量为m/4(),速度为v0,子弹射入木块A并留在其中.求:

image.png

(1)在子弹击中木块后的瞬间木块AB的速度vAvB的大小.

(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能.

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(2)由于子弹击中木块A后木块A、木块B运动方向相同且vA<vB,故弹簧开始被压缩,分别给AB木块施以弹力,使得木块A加速、B减速运动,弹簧不断被压缩,弹性势能增大,直到二者速度相等时弹簧弹性势能最大,在弹簧压缩过程木块A(包括子弹)B与弹簧构成的系统动量守恒,机械能守恒.

设弹簧压缩量最大时共同速度为v,弹簧的最大弹性势能为Epm

选向左为正方向,由动量守恒定律得:

image.png

2(子弹打木块模型)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v0水平射向滑块,若射击下层,子弹刚好不射出,若射击上层,则子弹刚好能射穿一半厚度,如图5所示,则上述两种情况相比较,下列说法不正确的是(  )

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A.子弹的末速度大小相等

B.系统产生的热量一样多

C.子弹对滑块做的功相同

D.子弹和滑块间的水平作用力一样大

答案 D

解析 设子弹的质量是m,初速度是v0,滑块的质量是M,选择子弹初速度的方向为正方向,

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程中,系统产生的热量都等于系统减少的动能,而子弹减少的动能一样多(子弹初、末速度相等),滑块增加的动能也一样多,则系统减少的动能一样,故系统产生的热量一样多,故B正确;滑块的末速度是相等的,所以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做功的结果,所以两次子弹对滑块做的功一样多,故C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,QFf·x相对,由于两种情况相比较子弹能射穿的厚度不相等,即相对位移x相对不相等,所以两种情况下子弹和滑块间的水平作用力不一样大,故D错误.

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