突破 34 动量守恒定律的应用之子弹打木块问题(滑块类问题) 子弹射击木块的两种典型情况1.木块放置在光滑的水平面上运动性质: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
处理方法:把子弹和木块看成一个系统,①系统水平方向动量守恒;②系统的机械能不守恒;③对木块和子弹分别利用动能定理
2.木块固定在水平面上运动性质:子弹对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动;木块静止不动
处理方法:对子弹应用动能定理或牛顿第二定律
两种类型的共同点:(1)系统内相互作用的两物体间的一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值(因为有一部分机械能转化为内能);(2)摩擦生热的条件:必须存在滑动摩擦力和相对滑行的路程,大小为 Q=fs,其中 f 是滑动摩擦力的大小,s 是两个物体的相对路程(在一段时间内“子弹”射入“木块”的深度,就是这段时间内两者的相对路程,所以说是一个相对运动问题)
【典例】如图所示,在光滑水平面上有一辆质量 M=8 kg 的平板小车,车上有一个质量 m=1
9 kg 的木块,木块距小车左端 6 m(木块可视为质点),车与木块一起以 v=1 m/s 的速度水平向右匀速行驶.一颗质量 m0=0
1 kg 的子弹以 v0=179 m/s 的初速度水平向左飞,瞬间击中木块并留在其中.如果木块刚好不从车上掉下,求木块与平板小车之间的动摩擦因数 μ(g=10 m/s2). 【答案】:0
54Q=μ(m+m0)gs=(m+m0)v+Mv2-(m+m0+M)v③联立①②③并代入数据解得 μ=0
总结提升对于滑块类问题,往往通过系统内摩擦力的相互作用而改变系统内的物体的运动状态,既可由两大定理和牛顿运动定律分析单个物体的运动,又可由守恒定律分析动量的传递、能量的转化,在能量转化方面往往用到 ΔE 内=ΔE 机=F 滑x 相
【跟踪短训】1.(多选)如图所示,质量