2017高考物理模拟题精选训练碰撞与动量守恒专题04子弹打木块模型含解析

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1、专题04子弹打木块模型1.（2017福建霞浦一中期中）如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车，车上有一个质量m=l.9kg的木块（木块可视为质点），车与木块均处于静止状态.一颗质量id（f0.lkg的子弹以vo=200ni/s的初速度水平向左飞，瞬间击中木块并留在其中.己知木块与平板之间的动摩擦因数U=0.5,（g=10m/s2）求：（1）子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度（2）若木块不会从小车上落下，求三者的共同速度（3）若是木块刚好不会从车上掉下，则小车的平板至少多长？一£2—

2、一G【名师解析】（1）子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出共同速度；（2）子弹、木块、小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律求出它们的共同速度；（3）对系统由能量守恒定律求出小车的平板的最小长度.【解答】解：（1）子弹射入木块过程系统动量守恒,以水平向左为正，则由动量守恒有：movo=(mo+m)vi，解得:^0¥00.1X200irH-in01.9+0.1=1Om/s；（2）子弹、木块、小车系统动量守tii,以向左为正方向,由动量守恒定律得:(mo+m)vi=(

3、mo+m+M)v,解得:v-(咖+曲心1(0・1+1・9)X102m/sidq+id+M0.1+1.9+8"S（3）子弹击中木块到木块相对小车静止过程，由能量守恒定律得:(mo+m)Vi2=U(m0+m)gL+~^(mo+m+M)v‘,解得:L二Bin；答：（1）子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度为lOm/s.（2）若木块不会从小车上落下，三者的共同速度为2m/s.（3）若是木块刚好不会从车上掉下，则小车的平板长度至少为8n）.2.如图所示，在光滑水平地面上的木块〃紧挨轻弹簧靠墙放置。子弹刃以速度

4、旳沿水平方向射入木块并在极短吋间内相对于木块静止下来，然后木块压缩劲度系数未知弹簧至弹簧最短.已知子弹质量为/〃，木块质量是子弹质量的9倍，即莎9/〃；弹簧最短时弹簧被压缩了△七劲度系数为厶形变量为x的弹簧的弹性势能可表示为E亠化求：（i）子弹射入木块到刚相对于木块静止的过稈中损失的机械能；（ii）弹赞的劲度系数。【名师解析】（1）设子弹射入木块到刚相对于木块静止时的速度为卩，由动量守恒定律，mv（p（m+M}Vy解得ro/10o设子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程中损失的机械能为由能量守恒定律：△

5、E=—mv^-—（v22Q/77代入数据得—。20（2）设弹普的劲度系数为虬根据题述，弹酱最短时弹簧被压缩了S其弹性势能可表示为硏打（△/2木块压缩轻弾普过程，由机械能守恒走律，:匕锄4&2解得：弾普的劲度系数扫斗耸.10（Ax）【点评】此题涉及两个模型，子弹打木块模型和轻弹簧模型。子弹打木块模型，一定有机械能损失，损失的机械能等于系统动能之差，也等于子弹所受阻力乘以子弹打入木块的深度（若子弹从木块穿出，则损失的机械能等于子弹所受阻力乘以木块长度）。3（8分）（2016高考海南物理）如图，物块A通过一

6、不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞后两者粘连在一起运动，碰撞前B的速度的大小卩及碰撞后A和B—起上升的高度力均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以力为纵坐标，/为横樂标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为店1.92X103s2/mo己知物块A和B的质量分别为^=0.400kg和规二0.100kg,重力加速度大小沪9.8m/s2o(i)若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求沪，直线斜率的理论值％。(ii)求斤值的相对误差5(5二上如)

7、X100%,结果保留1位有效数字。【参考答案】A【名师解析】(2)(8分)(1)设物块A和B碰撞后共同运动的速度为V,由动量守恒定律有=(/nA+/nB)v①在碰撞后A和B共同上升的过程中，由机械能守恒定律有1，2-(加八+叫)v"=(mA+mB)gh②联立①②式得h=——V2®2g(%+叫)由题意得2k产―色——④2g(加人+叫)代入题给数据得心=2.04x10智/m⑤(ii)按照定义凸上九X100%⑥由⑤⑥式和题给条件得5=6%⑦评分参考：第（i）问7分，①②式各2分，③④⑤式各1分；第（ii）问

8、1分，⑦式1分。4.如图所示，在固定的光滑水平杆上，套有一个质量为沪0.5kg的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为庐1.98kg的木块，现有一质量为mo=2Og的子弹以Pb=100m/s的水平速度射入木块并留在木块中（不计空气阻力和子弹与木块作用的时间，g収lOm/s2）,求：①圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能；②木块所能达到的最大髙度.m0加网【名师解析】①子弹射入木块过程，系统的动量守恒，取向右方向为正方向，根据动量守恒定律得：