题目内容

如图所示,倾角θ=37°的固定斜面ABL=18m,质量为M=1kg的木块由斜面中点C从静止开始下滑,0.5s后被一颗质量为m=20g的子弹以v0=600m/s沿斜面向上的速度正对射入并穿出,穿出速度u=100m/s.以后每隔1.5s就有一颗子弹射入木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入木块对子弹的阻力相同.已知木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:

(1)在被第二颗子弹击中前,木块沿斜面向上运动离A点的最大距离?

(2)木块在斜面上最多能被多少颗子弹击中?

(3)在木块从C点开始运动到最终离开斜面的过程中,子弹、木块和斜面一系统所产生的内能是多少?

(1) 12.5m (2) 3颗(3)10434J


解析:

(1)木块下滑的加速度为:

   第一颗子弹射入前木块的速度:

   木块向下运动的距离:

第一颗子弹射入时动量守恒,射入后木块的速度v2,   

       解得:

  木块向上运动的加速度大小:

 木块向上运动的最大距离:

只需1秒,木块的速度就为零,第二颗子弹还未射出,所以离A点最大距离:

   

(2)由于每颗子弹击中产生的效果相同,上升4米,下降0.5米,一个周期上升3.5米,故只能被3颗子弹击中

(3)物块在斜面上运动的v-t的图像如右图

物块从C到离开的路程:

摩擦力做功产生的热量:

子弹打入时产生的热量:

 

产生的总热量:

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