题目内容
如图所示,光滑水平面上有一质量M=1.0kg的小车,小车右端有一个质量m=0.90kg的滑块,滑块与小车左端的挡板之间用轻弹簧相连接,滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.20,车和滑块一起以v1=10m/s的速度向右做匀速直线运动,此时弹簧为原长。质量m0=0.10kg的子弹,以v0=50m/s的速度水平向左射入滑块面没有穿出,子弹射入滑块的时间极短。当弹簧压缩量d=0.50m,重力加速度g=10m/s2,求:(1)子弹与滑块刚好相对静止的瞬间,子弹与滑块共同速度的大小和方向;
(2)弹簧压缩到最短时,小车的速度大小和弹簧的弹性势能;
(3)如果当弹簧压缩到最短时,不销定弹簧,则弹簧再次回到原长时,车的速度大小.
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(9分) (1)设子弹和滑块相对静止时共同速度为v,根据动量守恒定律
……………………………………………………1分 解得:v=4.0m/s………………………………………………………………1分 方向向右………………………………………………………………………1分 (2)设弹簧压缩到最短时它们的共同速度为
,根据动量守恒定律
…………1分 设滑块与车摩擦产生的热为Q,弹簧的最大弹性势能为EP,根据能量守恒有:
………………1分
……………………1分 (3)设弹簧再次回到原长时,车的速度为v1,滑块(和子弹)的速度为v2,根据动量守恒定律
……………………………………1分 根据能量守恒:
…………………………1分 解得:车的速度大小为
……………………………1分 (另一解
舍去)
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