题目内容
【题目】如图所示,一质量m1=0.45kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上,车顶右端放一质量m2=0.2kg的小物体,小物体可视为质点。现有一质量m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端,并留在车中,最终小物块以5m/s的速度与小车脱离。子弹与车相互作用的时间很短,g取10m/s2。
求:(1)子弹刚刚射入小车时,小车的速度大小;
(2)小物块脱离小车时,系统产生的总内能。
【答案】(1)10m/s(2)231.5J
【解析】
(1) 以子弹和小车组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m0v0=(m1+m0)v1
解得:
(2) 以小车(含子弹)和物块系统为研究对象,以小车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(m1+m0)v1=(m1+m0)v3+m2v2
由能量守恒定律得,系统产生的总内能:
解得:
Q=231.5J

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