高中物理：子弹打木块模型 深度分析拓展

子弹打木块模型

一、模型概述：

静态条件：长为d，质量为M的木块静止在光滑的水平面上。

动态条件：一个质量为m的子弹以一水平初速度V0射入木块，设子弹和木块间的阻力恒为Ff, 子弹留在木块中，共同速度为v，子弹穿出木块，子弹速度为v1，木块速度为v2

二、过程图景：

三、运动分析：

     此模型中默认子弹打击木块过程中的相互作用力为恒力，则子弹对地在阻力作用下做匀减速直线运动；木块在动力作用下做匀加速运动，最终呈现出子弹和木块最终无论有没有穿出均做匀速运动。

四、遵循规律：

1、从牛顿第二定律和运动学公式（力和运动角度）：

深度思维拓展：

问：能否通过v-t图象分析？在此情境下，如果仅增加子弹速度，达到共同速度的时间如何变化？共同速度如何变化？损失的机械能有无变化？

深度思维拓展：

问：如果增加子弹速度，打穿木块的时间如何变化？此时木块获得的速度如何变化？子弹离开木块时的速度如何变化？ 损失的机械能有无变化？ 

2、动量定理和动量守恒（动量角度）：

深度思维拓展：如果木块与水平地面之间粗糙，打木块时间为t，又如何处理？与木块木板模型是否一样？

深度思维拓展：如果木块固定在水平面上，子弹离开木块的速度如何变化？损失的机械能如何变化？

3、动能定理、能量守恒、功能关系（能的角度）：

深度思维拓展：什么情况下用能量守恒定律，什么情况下用功能关系？

点悟：通过以上三个方面的分析可以发现，处理子弹打木块问题，如果不涉及加速度问题，从动量和能量的角度处理问题比较便捷，为首选方法。

五、典例分析：

六、 思维拓展：

    子弹打木块模型的本质特征是物体在一对作用力与反作用力（系统内力）的冲量作用下，实现系统内物体的动量、能量的转移或转化。故物块在粗糙木板上滑动、一静一动的导体棒在光滑导轨上切割磁感线运动等，如图所示均可看成子弹打木块模型处理。

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