子弹打木块类的问题 [模型要点] 子弹打木块的两种常见类型: ①木块放在光滑的水平面上,子弹以初速度 v 0 射击木块
运动性质:子弹对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动;木块在滑动摩擦力作用下做匀加速运动
图象描述:从子弹击中木块时刻开始,在同一个 v—t 坐标中,两者的速度图线如下图中甲(子弹穿出木块)或乙(子弹停留在木块中) 图 2 图中,图线的纵坐标给出各时刻两者的速度,图线的斜率反映了两者的加速度
两图线间阴影部分面积则对应了两者间的相对位移
方法:把子弹和木块看成一个系统,利用 A:系统水平方向动量守恒;B:系统的能量守恒(机械能不守恒);C:对木块和子弹分别利用动能定理
【例 3】 设质量为 m 的子弹以初速度 v0 射向静止在光滑水平面上的质量为 M 的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为 d
求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离
解析:子弹和木块最后共同运动,相当于完全非弹性碰撞
从 动 量 的 角度 看 , 子 弹 射 入木 块 过程中 系 统 动 量 守 恒 : 从能量的角度看,该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能
设平均阻力大小为 f,设子弹、木块的位移大小分别为 s1、s2,如图所示,显然有s1-s2=d 对子弹用动能定理: ……① 对木块用动能定理: ……② ①、②相减得: ……③ 点评:这个式子的物理意义是:f·d 恰好等于系统动能的损失;根据能量守恒定律,系统动能的损失应该等于系统内能的增加;可见 ,即两物体由于相对运动而摩擦产生的热(机械能转化为内能),等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积(摩擦生热跟路径有关,所以这里应该用路程,而不是用位移)
例1:质量为M 的木块静止在光滑水平面上, 有一质量为m 的子弹以水平速度v0 射入并留在其中,若子弹受到的阻力恒为f,问: 问题1 子弹、木块相