(19分)如图12所示,质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50。当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(19分)如图12所示,质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50。当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=3.0×102m/s水平向右的速度击穿木块,穿出时子弹速度v1=50m/s。设传送带的速度恒定,子弹击穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,g=10m/s2。求:

(1)在被子弹击穿后,木块向右运动距A点的最大距离;
(2)子弹击穿木块过程中产生的内能;
(3)从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中,木块与传送带间由于摩擦产生的内能。(AB间距离足够长)

◎ 答案

(1)(2)(3)12.5J

◎ 解析

(1)设木块被子弹击穿时的速度为u,子弹击穿木块过程动量守恒
解得     ………………………………(2分 
设子弹穿出木块后,木块向右做匀减速运动的加速度为a,根据牛顿第二定律μmg=ma 解得            …………………………………………(2分)木块向右运动到离A点最远时,速度为零,设木块向右移动最大距离为s1
  解得        ………………………………………(2分)    (2)根据能量守恒定律可知子弹射穿木块过程中产生的内能为
E=    …………………………(3分) 解得      …………………………………………………(1分)(3)设木块向右运动至速度减为零所用时间为t1,然后再向左做加速运动,经时间t2与传送带达到相对静止,木块向左移动的距离为s2。根据运动学公式
解得     ………………………………………(2分) 
t1=="0.60s," t2==0.40s   ………………………………………(1分)木块向右减速运动的过程中相对传送带的位移为
, 产生的内能 ……………………………………(2分)木块向左加速运动的过程中相对传送带的位移为m,
产生的内能   ……………………………………(2分)
所以整个过程中木块与传送带摩擦产生的内能
    …………………………………………………(2分)
本题考查的是动量守恒定律及能量守恒的综合力学问题,先根据动量守恒及牛顿第二定律解出木块向右移动最大距离;再根据能量守恒解出产生的内能;再根据匀变速运动的规律及摩擦力做功计算出产生的内能;

◎ 知识点

    专家分析,试题“(19分)如图12所示,质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50。当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以…”主要考查了你对  【功能关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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