物理規(guī)律論文物理過(guò)程論文.doc

物理規(guī)律論文物理過(guò)程論文探析高中物理典型案例摘要：子彈射擊木塊問(wèn)題作為高中常見(jiàn)的一種題型，有它自身的特點(diǎn)和解題方法，學(xué)習(xí)中對(duì)做過(guò)的題目進(jìn)行分類，總結(jié)解題過(guò)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(huì)貫通、舉一反三。關(guān)鍵詞：物理規(guī)律；物理過(guò)程；運(yùn)動(dòng)圖像；能量轉(zhuǎn)化；切入點(diǎn)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(wèn)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(wèn)題有關(guān)于子彈和木塊相互作用時(shí)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(dòng)量、機(jī)械能、內(nèi)能等方面的知識(shí)，用到的公式較多，是學(xué)生經(jīng)常犯錯(cuò)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(wèn)題常用到的物理規(guī)律1動(dòng)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(jì)，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2動(dòng)量定理子彈或木塊所受阻力的沖量等于子彈或木塊動(dòng)量的改變量。3動(dòng)能定理阻力對(duì)子彈所做的功等于子彈動(dòng)能的減少量，阻力對(duì)木塊所做的功等于木塊動(dòng)能的增加量。4對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律子彈射擊木塊過(guò)程中產(chǎn)生的熱量等于阻力與子彈和木塊相對(duì)位移的乘積（地面光滑）也等于子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的減少量。5應(yīng)用牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)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(rèn)真審題根據(jù)物理過(guò)程及實(shí)質(zhì)將其分類按實(shí)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(diǎn)是：在某一方向上子彈以一定的初速度射向木塊，碰撞時(shí)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(yùn)動(dòng)。常見(jiàn)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(yùn)動(dòng)）的木塊，但沒(méi)有射穿木塊常見(jiàn)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(yùn)動(dòng)）的木塊，但沒(méi)有射穿木塊2 射穿類其特點(diǎn)是：在某一方向上子彈以一定的初速度射向木塊，碰撞時(shí)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(yùn)動(dòng)。題型同（一）中常見(jiàn)題型1、常見(jiàn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)圖像：子彈陷入木塊的最大深度為 。射擊過(guò)程中木塊的運(yùn)動(dòng)位移為s，v為二者的共同速度。通過(guò)圖像可以把空間問(wèn)題變?yōu)槠矫鎲?wèn)題，變抽象為直觀。優(yōu)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(guò)程中思路更清晰，各物理量之間不容易混淆，畫圖對(duì)初學(xué)者尤為必要。四、解題時(shí)以“能量”為主線，以“動(dòng)量”為切入點(diǎn)，把握住一個(gè)“不守恒”，二個(gè)“守恒”子彈與木塊相互作用過(guò)程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)，必然產(chǎn)生內(nèi)能，內(nèi)能的產(chǎn)生源自系統(tǒng)機(jī)械能的減少，但機(jī)械能和內(nèi)能的總量守恒。解題時(shí)弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，對(duì)正確解題至關(guān)重要。一個(gè)“不守恒”指系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，二個(gè)“守恒”指動(dòng)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(yuǎn)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(dòng)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(duì)子彈的阻力f恒定則a子彈動(dòng)能的減少量與子彈克服木塊對(duì)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(jī)械能的減少c阻力對(duì)子彈做的功與木塊所受推力對(duì)木塊做的功相等d子彈機(jī)械能的損失等于木塊獲得的動(dòng)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(dòng)能定理知a對(duì)，子彈和木塊組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒定理子彈克服阻力做功：阻力對(duì)木塊做功：子彈與木塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能的減少等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加：故 b錯(cuò)、c錯(cuò)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(dòng)能的減少轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能和木塊的動(dòng)能。例2、如圖所示，質(zhì)量為3m，長(zhǎng)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(shí)速度為，設(shè)木塊對(duì)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??；（2）求子彈穿透木塊的過(guò)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(yùn)動(dòng)，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(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)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(dòng)量保持守恒，所以有：（2）弄清子彈和木塊的位移關(guān)系 ，對(duì)子彈和木塊分別運(yùn)用動(dòng)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(shí)速度也為，對(duì)子彈運(yùn)用沖量定理及動(dòng)能定理有：小結(jié)：解第（3）步初學(xué)者易犯的錯(cuò)誤是將子彈射出木塊時(shí)的速度誤認(rèn)為是零。六、常見(jiàn)的子彈射擊木塊變化、變形題常見(jiàn)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(zhǎng)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(yùn)動(dòng)。思路：此類題目是子彈射擊木塊變形題，解題時(shí)只需將小物塊當(dāng)作子彈，長(zhǎng)木板（或小車）當(dāng)作木塊，解法與子彈射擊木塊題相同。常見(jiàn)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(zhǎng)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(yùn)動(dòng)知識(shí)的綜合題目，二者碰撞時(shí)間極短，可以近似認(rèn)為二者在碰撞過(guò)程中，木塊無(wú)擺動(dòng)，然后，二者以共同速度做圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)二者組成的系統(tǒng)應(yīng)用水平方向動(dòng)量守恒 在擺動(dòng)過(guò)程中，只有重力作功，機(jī)械能守恒。易犯錯(cuò)誤：子彈射擊木塊過(guò)程中有機(jī)械能損失，錯(cuò)誤地將整個(gè)過(guò)程運(yùn)用機(jī)械能守恒定律。常見(jiàn)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(yùn)動(dòng)的木塊，子彈射穿木塊的時(shí)間可忽略不計(jì)，木塊對(duì)子彈的阻力恒定，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦已知，求：子彈從木塊中穿出時(shí)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(diǎn)是弄清外力和內(nèi)力的關(guān)系，木塊與斜面間的摩擦力和