陕西省咸阳渭城中学 712000
摘 要：“子弹打木块”模型是高中物理中的经典问题，许多物理专业性刊物、教辅资料和高考试题都会引用此类题目或变型题。在此，笔者分别从牛顿运动定律、动量和功能关系三个角度来对“子弹打木块” 模型挖掘剖析，并分析了“子弹打木块”模型的插图。
关键词：子弹打木块 牛顿运动定律 机械能
题目：光滑水平面上静止着一质量为M的木块，一质量为m的子弹以v0射击木块，恰未击穿，此过程木块前进S，二者相对位移为L，设此过程中子弹和木块的之间作用力大小不变。
从图象可知，木块做匀加速直线运动，相对地的位移为S，也就是图中B与横轴围成面积的数值。子弹做匀减速直线运动，相对地的位移为S+L，也就是图中A与纵、横轴围成面积的数值。子弹相对于木块的位移L，就是图中A、B与纵轴围成面积的数值。由图明显可知，B与横轴围成面积的数值小于A、B与纵轴围成面积的数值，即S小于L。而原题的插图中明显S大于L，故原题中的插图不符合物理情景，是错误的，应改为下图：
二、用动量观点分析过程
设二者相互作用力大小为F（也可认为相互作用力的摩擦力大小为F），此过程中需时间t，共同运动的速度为v，规定v0为正方向，分别对子弹和木块应用动量定理。
-Ft=mv-mv0
Ft=Mv-0
上两式相加得mv0=(m+M)v
归纳结论：
1.系统内力可改变系统内某个物体的动量。
2.系统内力的总冲量一定为零，不会改变系统的总动量。
三、用功能关系分析过程
分别对子弹和木块应用动能定理。
-F(S+L)= mv2- mv02 ①
FS= Mv2-0 ②
上两式相加得：
-FL= (m+M)v2- mv02 ③
0=FL= mv02- (m+M)v2 ④
将①和②相比得：
S=
由于m＜m+M，故S＜L。
同样说明原题的插图是错误。
归纳结论：
1.一对滑动摩擦力做的总功恒为负值。
2.摩擦生热的数值等于系统损失的机械能，也等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。
3.系统内力做的总功可以不为零，即可以改变系统的机械能。
有了以上对“子弹打木块” 模型的深刻剖析、探究归纳，再来做此类高考试题就会迎刃而解。
论文作者:刘新敏
论文发表刊物:《教育学》2020年1月总第201期
论文发表时间:2019/11/21
本文来源: https://www.lw33.cn/article/4b08788f13ae3be1df574a99.html