题文
如图所示,一木块静放在光滑的水平桌面上,一颗子弹以水平的初速度v0向右射向木块,穿出木块时的速度为v0/2,木块质量是子弹质量的两倍,设木块对子弹的阻力相同,若木块固定在一辆水平公路上以速度v匀速向右运动的汽车顶上,子弹仍以v0的水平初速度从同一方向水平射入该木块,汽车的速度v在什么范围内木块不会被射穿?(子弹的质量远远小于汽车的质量,放车速可视作始终不变)
题型:未知 难度:其他题型
答案
木块固定前子弹与木块组成的系统动量守恒,
设子弹质量为m,木块被击穿后的速度为v2
mv0=2mv2+m12v0
解得v2=14v0
设木块长d,木块固定在汽车上时,子弹穿过木块的过程木块的位移为L,时间为t,设子
弹与木块的相互作用力为f,太子弹刚能击穿木块,其相对木块的位移为d,末速度与车速v相等.
根据能的转化与守恒定律求得
fd=△E=12mv20-12[2m(v04)2+m(v02)2]=516mv20
木块随汽车作匀速运动,木块的位移L=vt
若子弹刚能穿出木块,子弹位移s=(L十d)
根据动量定理得
mv0-mv=ft
根据动能定理得
12mv20-12mv2=f(L-d)
联立以上各式解得v=(1-104)v0
所以汽车的速度v必须满足v0>v>0.2v0
答:汽车的速度v0>v>0.2v0木块不会被射穿.
解析
12
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一木块静放在光滑的水平桌面上,.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





