第27讲 四种“类碰撞”典型模型研究（讲义）解析版-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

PAGE11/NUMPAGES11

第27讲四种“类碰撞”典型模型研究

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 1

03、考点突破，考法探究 2

考点一子弹打木块模型 3

考向1.子弹嵌入木块中 3

考向2.子弹穿透木块 5

1349考点二“滑块—木板”模型 8

考点三“滑块—弹簧”模型 11

考点四“滑块—斜(曲)面”模型 14

04、真题练习，命题洞见 16

考情分析

2024·甘肃·高考物理试题

2024·湖北·高考物理试题

2024·辽宁·高考物理试题

2023·湖南·高考物理试题

2023·浙江高考物理试题

复习目标

目标1.会用动量观点和能量观点分析计算子弹打木块模型。

目标2.会用动量观点和能量观点分析计算滑块—木板模型。

目标3.会分析“滑块—弹簧”“滑块—斜(曲)面”与碰撞的相似性，并会用碰撞的相关知识解决实际问题。

考点一子弹打木块模型

1．模型图示

2．模型特点

(1)子弹水平打进木块的过程中，系统的动量守恒。

(2)系统的机械能有损失。

3．两种情景

(1)子弹嵌入木块中，两者速度相等，机械能损失最多(完全非弹性碰撞)

动量守恒：mv0＝(m＋M)v

能量守恒：Q＝Ff·s＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)(M＋m)v2

(2)子弹穿透木块

动量守恒：mv0＝mv1＋Mv2

能量守恒：Q＝Ff·d＝eq\f(1,2)mv02－(eq\f(1,2)mv12＋eq\f(1,2)Mv22)

考向1.子弹嵌入木块中

1.如图所示，在光滑的水平桌面上静止放置一个质量为980g的长方形匀质木块，现有一质量为20g的子弹以大小为300m/s的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出，和木块一起以共同的速度运动。已知木块沿子弹运动方向的长度为10cm，子弹打进木块的深度为6cm。设木块对子弹的阻力保持不变。

(1)求子弹和木块的共同速度以及它们在此过程中所产生的内能；

(2)若子弹是以大小为400m/s的水平速度从同一方向水平射向该木块，则在射中木块后能否射穿该木块？

【答案】(1)6m/s882J(2)能

【解析】(1)设子弹射入木块后与木块的共同速度为v，对子弹和木块组成的系统，由动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v，代入数据解得v＝6m/s

此过程系统所产生的内能

Q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2＝882J。

(2)假设子弹以v0′＝400m/s的速度入射时没有射穿木块，则对子弹和木块组成的系统，由动量守恒定律得mv0′＝(M＋m)v′

解得v′＝8m/s

此过程系统损失的机械能为

ΔE′＝eq\f(1,2)mv0′2－eq\f(1,2)(M＋m)v′2＝1568J

由功能关系有Q＝ΔE＝F阻x相＝F阻d

ΔE′＝F阻x相′＝F阻d′

则eq\f(ΔE,ΔE′)＝eq\f(F阻d,F阻d′)＝eq\f(d,d′)

解得d′＝eq\f(1568,147)cm

因为d′10cm，所以能射穿木块。

2.如图所示，质量为M的木块静止在光滑水平桌面上，一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块，深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为f，那么在这一过程中，下列说法正确的是()

A.木块的动能增加f(L＋d)

B.子弹的动能减少量为fd

C.子弹和木块组成的系统动能减少量为fL

D.子弹和木块组成的系统的动能减少量为eq\f(Mmveq\o\al(2,0),2（M＋m）)

【答案】D

【解析】子弹对木块的作用力大小为f，木块相对于水平桌面的位移为L，则子弹对木块做功为fL，根据动能定理得知，木块动能的增加量等于子弹对木块做的功，即fL，故A错误；子弹相对于地面的位移大小为L＋d，则木块对子弹的阻力做功大小为f(L＋d)，根据动能定理得知，子弹动能的减少量等于子弹克服阻力做的功，大小为f(L＋d)，故B错误；子弹相对于木块的位移大小为d，则系统克服阻力做的功为fd，根据功能关系可知，系统动能的减少量为fd，故C错误；由动量守恒定律有mv0＝(M＋m)v，解得v＝eq\f(mv0,M＋m)，子弹和木块(系统)的动能减少量为ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2，解得ΔEk＝eq\f(Mmveq\o\al(2,0),2（M＋m）)，故D正确。

考向2.子弹穿透木块

1．如图所示，木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0