专题10子弹打木块问题-2020年高考物理核心探秘VIP免费

专题十、子弹打木块问题问题分析一个长方体木块，静止在光滑水平面上，一个子弹以某一初速度沿水平方向射入该木块，最终没有射穿。阻力始终恒定，那么在这个过程中()(3个不定项)限时15分钟．勇于挑战自己！(1)若产生内能10J，则子弹损失的能量可能为()A.4JB.7JC.10JD.12J(2)若子弹损失动能为10J，则木块动能可能为()A.3JB.5JC.1JD.7J(3)若木块获得动能为10J，则产生内能可能为()A.14JB.10JC.29JD.7J变为1：一个长方体木块，静止在光滑水平面上，一个子弹以某一初速度沿水平方向射入该木块，最终没有射穿。阻力始终恒定，那么在这个过程中()(1)若产生内能10J，则子弹损失的能量可能为()A.13JB.19JC.21JD.23J(2)若子弹损失动能为10J，则木块动能可能为()A.3JB.5JC.15JD.37J(3)若木块获得动能为10J，则产生内能可能为()A.12JB.15JC.66JD.20J变为2：一个长方体木块，静止在光滑水平面上，一个子弹以某一初速度沿水平方向射入该木块，最终没有射穿。阻力始终恒定，那么在这个过程中()(1)若产生内能10J，则木块动能不可能为()A.4JB.7JC.10JD.12J(2)若木块获得动能为10J，则子弹损失的能量可能为()A.16JB.20JC.22JD.32J(3)若子弹损失动能为10J，则产生内能不可能为()A.3JB.4JC.6JD.9J子弹打木块核心探秘一、核心装备：一质量为M的木块放在光滑的水平面上，一质量m的子弹以初速度v0水平飞来打进木块并留在其中，设子弹与木块之间的相互作用力恒为f【题问透视1】子弹停在木块中时二者的共同速度：子弹、木块停在木块中，设相对静止时的速度v由动量守恒得：mv0=(M+m)v∴v=mMmv0【题问透视2】子弹停打入木块中时间设子弹在木块内运动的时间为t，由动量定理得：以木块为研究对象，对木块f·t=Mv-0或以子弹为研究对象，对子弹-f·t=mv-mv0∴t=0()MmvfMm【题问透视3】子弹、木块的位移即子弹打入木块的深度子弹、木块发生的位移以及子弹打入木块的深度，各个量如图所示由动能定理得：Mmv0Mmv0s2s1s相对子弹：-f·s1=12mv2-12mv02∴s1=202(2)2()MmMmvfMm①对木块：f·s2=12Mv2∴s2=22022()MmvfMm②打进深度就是相对位移：s相＝s1-s2=202()MmvfMm③由①②得：s1：s2=2022202(2)2()2()MmMmvfMmMmvfMm=(2)Mmm=2+Mm>2，所以s1>2s2由①③得:s1：s相=20220(2)2()2()MmMmvfMmMmvfMm=2MmMm>1，所以s1>s相由②③得:s2：s相=2202202()2()MmvfMmMmvfMm=mMm<1，所以s2s相>s2【题问透视4】系统损失的机械能、系统增加的内能E损=12mv02-12(M+m)v2=2()MmMmv02由题问透视3可得系统增加的内能：Q=f(s1-s2)=f·s相=2()MmMmv02说明：相互作用力与相对位移（或路程）的乘积等于系统机械能的减小，这是一个重要关系，通常都可直接运用。【题问透视5】比较s1、s2、s相的大小关系由题问透视3可知：s1>s相>s2图像法是科学的肢体语言，其最大特点是直观明了，简洁方便，可以避免繁琐运算，下面运用图像来处理：子弹做匀减速直线运动，木块做匀加速直线运动，为此作出子弹和木块的速度时间(v-t)图像由图可以判定：t木块子弹vOs相s2①不论m、M关系怎样总有s相＞s2s1＞2s2，即s1>s相>s2②若m＜M则s相＞2s2s1＞3s2【题问透视6】比较产生的内能、木块获得的动能、子弹损失的动能由前述可知，木块获得的动能为：E木块=12Mv2=12M(mMmv0)2=1222()MmMmv02④子弹损失的动能：△E子弹=12mv02-12mv2=12mv02-12m22()mMmv02=122(2)()MmMmMmv02⑤系统产生的内能：Q=12mv02-12(M+m)v2=12()MmMmv02⑥由④⑤可知：E木块：△E子弹=220220212()1(2)2()MmvMmMmMmvMm=2mMm<1，E木块<△E子弹，由④⑥可知:E木块：Q=22022012()12()MmvMmMmvMm=mMm<1，E木块1，△E子弹>Q所以，△E子弹>Q>E木块三者具体大小关系详析是:E木块=f·s2△E子弹=f·s1Q=f·s相＝f·(s1-s2)①不论m、M关系怎样，总有s相＞s2s1＞2s2，即s1>s相>s2E木块=f·s2△E子弹=f·s1>f·2s2Q=f·s相＝f·(s1-s2)>f·s2所以，Q：E木块>1，△E子弹：Q>2(这个关系也许不一定总成立)，△E子弹：E木块>2②若m＜M则s相＞2s2s1＞3s2E木块=f·s2△E子弹=f·s1>f·3s2Q=f·s相＝f·(s1-s2)>f·2s2所以，Q：E木块>2，...