题目内容

【题目】如图所示,质量为3m的木板静止在光滑的水平面上,一个质量为2m的物块(可视为质点),静止在木板上的A端,已知物块与木板间的动摩擦因数为μ.现有一质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平向右射入物块并穿出,已知子弹穿出物块时的速度为 ,子弹穿过物块的时间极短,不计空气阻力,重力加速度为g.求:

①子弹穿出物块时物块的速度大小.
②子弹穿出物块后,为了保证物块不从木板的B端滑出,木板的长度至少多大?

【答案】解:设子弹穿过物块时物块的速度为v1,对子弹和物块组成的系统,由动量守恒定律得:

mv0=m +2mv1

解得,v1=

物块和木板达到的共同速度为v2时,物块刚好到达木板右端,这样板的长度最小为L,对物块和木板组成的系统,由动量守恒得:

2mv1=5mv2

此过程系统摩擦生热:Q=2μmgL

由能量守恒定律得:2μmgL=

代入数据解得:L=

答:子弹穿出物块时物块的速度大小是 .子弹穿出物块后,为了保证物块不从木板的B端滑出,木板的长度至少为


【解析】①设子弹穿过物块时,对子弹和物块组成的系统,由于所受的外力远小于内力,系统的动量守恒,根据动量守恒定律求解子弹穿出物块时物块的速度大小.②物块刚好到达木板右端时,板的长度最短,此时物块和木板达到共同的速度,对于它们组成的系统,运用动量守恒定律和能量守恒定律列式,即可求得木板的长度.
【考点精析】利用动量守恒定律和能量守恒定律对题目进行判断即可得到答案,需要熟知动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变;能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变.

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