一种子弹射击木块问题的模型分析及图解方法
2018-12-29程舒扬
中学物理·高中 2018年12期
摘要:“子弹射击木块”是高中物理涉及牛顿运动定律知识、能量 、动量知识等的综合题,本文结合图形对其中两个木块用弹簧链接的问题进行深入分析,并结合高中数学微分知识建模与求解,利用MATLAB编程实现,最后用一个实例用图形阐述了两个木块的运动情况,结果可靠、形象生动.
关键词:子弹;木块;物理模型;数学模型;建模
作者简介:程舒扬(2001-),女,山东青岛,高中二年级,理科生.
子弹射击木块问题是高三综合复习时的经典物理题型,这类题型往往涉及动量定理、动量知识、能量守恒和转化的知识的综合运用,研究对象多、过程复杂、综合性强;尤其是可与弹簧或细绳结合,组成涉及到力与运动、弹簧形变等更加复杂的问题.不少学生理解起来非常困难.高三同学已经完成了高中数学中有关简单微分和积分知识的学习,因此本文利用图形和数学建模方法来对其进行阐述.
1问题描述
如图1所示,即为该题型一类常见的习题:中间用弹簧相连接的两个木块静止于光滑的水平面上,被一质量为m、速度为v0的子弹击中后,子弹留在第一个木块内,试分析弹簧压缩到最短或拉伸至最长时,两木块的运行速度关系.
该类题目一般会假设在子弹击中后,在两个木块的运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,且木块 A、B 不会发生直接碰撞.本文针对这种情况,通过物理模型分析和数学建模求解,详细阐述当弹簧压缩到最短或拉伸至最长时,两木块的……
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