滑块、子弹打木块模型之一
子弹打木块模型:包括一物块在木板上滑动等。μNS相=ΔEk系统=Q,Q为摩擦在系统中产生的热量。②小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动 :包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。小球上升到最高点时系统有共同速度(或有共同的水平速度);系统内弹力做功时,不将机械能转化为其它形式的能,因此过程中系统机械能守恒。
例题:质量为M、长为l的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m的子弹以水平初速v0射入木块,穿出时子弹速度为v,求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。
解:如图,设子弹穿过木块时所受阻力为f,突出时木块速度为V,位移为S,则子弹位移为(S+l)。水平方向不受外力,由动量守恒定律得:mv0=mv+MV ①
由动能定理,对子弹 -f(s+l)= ②
对木块 fs= ③
由①式得 v= 代入③式有 fs= ④
②+④得 fl=
由能量守恒知,系统减少的机械能等于子弹与木块摩擦而产生的内能。即Q=fl,l为子弹现木块的相对位移。
结论:系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能,且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。即
Q=ΔE系统=μNS相
其分量式为:Q=f1S相1+f2S相2+......+fnS相n=ΔE系统
1.在光滑水平面上并排放两个相同的木板,长度均为L=1.00m,一质量
与木板相同的金属块,以v0=2.00m/s的初速度向右滑上木板A,金属
块与木板间动摩擦因数为μ=0.1,g取10m/s2。求两木板的最后速度。
2.如图示,一质量为M长为l的长方形木块B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,现以地面为参照物,给A和B以大小相等、方向相反的初速度
(如图),使A开始向左运动,B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离
B板。以地面为参照系。
⑴若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后速度的大小和方向;
⑵若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到最远处(从地面上看)到出发点的距离。