物理規(guī)律論文物理過程論文.doc

物理規(guī)律論文物理過程論文探析高中物理典型案例摘要：子彈射擊木塊問題作為高中常見的一種題型，有它自身的特點和解題方法，學(xué)習(xí)中對做過的題目進行分類，總結(jié)解題過程中常用到哪些物理規(guī)律，解題步驟分哪幾步以及這類題目的變化、變形題一般有哪些情形，做到融會貫通、舉一反三。關(guān)鍵詞：物理規(guī)律；物理過程；運動圖像；能量轉(zhuǎn)化；切入點a typical case study high school physics bullets woodjin xing-wangabstract: bullets wood a problem common kinds of questions as high school, has its own characteristics and problem-solving methods, the study done on the subject of classification, problem-solving process used to sum ?up what the laws of physics, problem-solving steps sub-what steps and changes in the purpose of such practice, the deformation problem which is generally the case, achieve mastery, learn by analogy.key words: physical laws;physical processes;motion picture;energy conversion;an entry point子彈射擊木塊問題是高中物理經(jīng)常遇到的一種題型，此類題目靈活多變，提出的問題有關(guān)于子彈和木塊相互作用時間、位移變化、速度變化、能量轉(zhuǎn)變等等，解答這類題目涉及到動量、機械能、內(nèi)能等方面的知識，用到的公式較多，是學(xué)生經(jīng)常犯錯的一種題型。解析此類題目可從以下幾步入手：一、歸納總結(jié)解答子彈射擊木塊問題常用到的物理規(guī)律1動量守恒定律子彈和木塊組成的系統(tǒng)在某一方向上如水平方向不受外力，或外力（木塊與地面間的摩擦力）與內(nèi)力相比可忽略不計，系統(tǒng)的總動量保持不變。2動量定理子彈或木塊所受阻力的沖量等于子彈或木塊動量的改變量。3動能定理阻力對子彈所做的功等于子彈動能的減少量，阻力對木塊所做的功等于木塊動能的增加量。4對系統(tǒng)應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律子彈射擊木塊過程中產(chǎn)生的熱量等于阻力與子彈和木塊相對位移的乘積（地面光滑）也等于子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的減少量。5應(yīng)用牛頓第二定律及運動學(xué)公式子彈和木塊間的摩擦力為子彈水平方向上所受合力，子彈和木塊間的摩擦力和木塊與地面間的摩擦力的合力為木塊水平方向上所受合力，均滿足牛頓第二定律。二、認真審題根據(jù)物理過程及實質(zhì)將其分類按實際中出現(xiàn)的類型大致可分為射入、射穿二類1射入類其特點是：在某一方向上子彈以一定的初速度射向木塊，碰撞時間非常短，子彈在木塊內(nèi)所受的阻力恒定，子彈射入木塊后二者以相同速度一起運動。常見題型1：子彈以某一速度水平射向光滑的水平面上靜止（或運動）的木塊，但沒有射穿木塊常見題型2：子彈以某一速度水平射向粗糙的水平面上靜止（或運動）的木塊，但沒有射穿木塊2 射穿類其特點是：在某一方向上子彈以一定的初速度射向木塊，碰撞時間非常短，子彈在木塊內(nèi)所受的阻力恒定，擊穿后二者分別以某一速度運動。題型同（一）中常見題型1、常見題型2兩種情況相同。三、根據(jù)題目已知條件，畫出物理情景圖及運動圖像例如子彈水平射入光滑水平面上靜止的木塊，可畫出以下物理情景圖及運動圖像：子彈陷入木塊的最大深度為 。射擊過程中木塊的運動位移為s，v為二者的共同速度。通過圖像可以把空間問題變?yōu)槠矫鎲栴}，變抽象為直觀。優(yōu)點是從圖中可以直接得出部分物理量之間的關(guān)系，例如從圖中可以得知子彈的位移與子彈陷入木塊的最大深度為 以及木塊的運動位移s三者間的數(shù)量關(guān)系： ，子彈的加速度方向與木塊的加速度方向相反等等，圖像的建立可以幫助學(xué)生理解題意，解題過程中思路更清晰，各物理量之間不容易混淆，畫圖對初學(xué)者尤為必要。四、解題時以“能量”為主線，以“動量”為切入點，把握住一個“不守恒”，二個“守恒”子彈與木塊相互作用過程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能在減少，內(nèi)能在增加，原因是由于子彈和木塊間存在摩擦力并發(fā)生相對運動，必然產(chǎn)生內(nèi)能，內(nèi)能的產(chǎn)生源自系統(tǒng)機械能的減少，但機械能和內(nèi)能的總量守恒。解題時弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，對正確解題至關(guān)重要。一個“不守恒”指系統(tǒng)機械能不守恒，二個“守恒”指動量守恒及能量守恒。如果木板和地面間存在摩擦，則子彈和木塊組成的系統(tǒng)能量將不再守恒，木板和地面間的摩擦?xí)瓜到y(tǒng)內(nèi)能減少，如題目給出子彈和木塊間的摩擦力遠大于木塊和地面間的摩擦力，則子彈射擊木塊的瞬間系統(tǒng)仍滿足動量守恒定律。五、例題分析例1、質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射入放在光滑水平面上質(zhì)量為m的木塊中而不穿出，設(shè)木塊對子彈的阻力f恒定則a子彈動能的減少量與子彈克服木塊對它的阻力做的功相等b子彈克服阻力做的功，等于子彈與木塊組成的系統(tǒng)的機械能的減少c阻力對子彈做的功與木塊所受推力對木塊做的功相等d子彈機械能的損失等于木塊獲得的動能與子彈和木塊組成系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和分析：令子彈和木塊的共同速度為據(jù)動能定理知a對，子彈和木塊組成的系統(tǒng)滿足動量守恒定理子彈克服阻力做功：阻力對木塊做功：子彈與木塊組成的系統(tǒng)的機械能的減少等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加：故 b錯、c錯答案是ad小結(jié)：解此題目的關(guān)鍵是抓住“能量”這條為主線，子彈動能的減少轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能和木塊的動能。例2、如圖所示，質(zhì)量為3m，長度為l的木塊置于光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以初速度 水平向右射入木塊，穿出木塊時速度為，設(shè)木塊對子彈的阻力始終保持不變。（1）求子彈穿透木塊后，木塊速度的大小；（2）求子彈穿透木塊的過程中，木塊滑行的距離s；（3）若改將木塊固定在水平傳送帶上，使木塊始終以某一恒定速度（小于v0）水平向右運動，子彈仍以初速度v0水平向右射入木塊。如果子彈恰能穿透木塊，求此過程所經(jīng)歷的時間。解析：（1）子彈和木塊組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，系統(tǒng)的總動量保持守恒，所以有：（2）弄清子彈和木塊的位移關(guān)系 ，對子彈和木塊分別運用動能定理，有：（3）設(shè)木塊和傳送帶的速度為，子彈恰能穿透木塊時速度也為，對子彈運用沖量定理及動能定理有：小結(jié)：解第（3）步初學(xué)者易犯的錯誤是將子彈射出木塊時的速度誤認為是零。六、常見的子彈射擊木塊變化、變形題常見的變化、變形題型之一：一小物塊以一定的初速度滑向放在水平面上的長木板（或小車），小物塊和木板間摩擦力一定，最后小物塊停在木板上和木板以共同的速度滑行，或物塊從木板上滑出二者分別以某一速度運動。思路：此類題目是子彈射擊木塊變形題，解題時只需將小物塊當作子彈，長木板（或小車）當作木塊，解法與子彈射擊木塊題相同。常見的變化、變形題型之二：子彈以某一速度沿水平方向射入用輕繩懸掛在空中的木塊，木塊的質(zhì)量為已知，繩長已知，子彈停留在木塊中，則子彈射入木塊的瞬間繩子的張力是多大？木塊能上升的最大高度？思路：此題是典型的“子彈射擊木塊”題型與圓周運動知識的綜合題目，二者碰撞時間極短，可以近似認為二者在碰撞過程中，木塊無擺動，然后，二者以共同速度做圓周運動，對二者組成的系統(tǒng)應(yīng)用水平方向動量守恒 在擺動過程中，只有重力作功，機械能守恒。易犯錯誤：子彈射擊木塊過程中有機械能損失，錯誤地將整個過程運用機械能守恒定律。常見的變化、變形題型之三：子彈以某一速度沿斜面射向斜面上運動的木塊，子彈射穿木塊的時間可忽略不計，木塊對子彈的阻力恒定，木塊與斜面間的動摩擦已知，求：子彈從木塊中穿出時木塊的速度大小和方向。思路：此類題目是子彈射擊木塊變化題，改平面為斜面。解題的關(guān)鍵點是弄清外力和內(nèi)力的關(guān)系，木塊與斜面間的摩擦力和