Question

一质量为M＝2.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起向右匀速运动，被一水平向左飞来的子弹击中，且子弹从小物块中穿过，子弹和小物块的作用时间极短，如图甲所示．地面观察者记录的小物块被击中后的速度随时间变化关系如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向)．已知传送带的速度保持不变(g取10m/s²)求：

(1)传送带的速度v的大小；
(2)小物块与传送带之间的动摩擦因数μ；
(3)传送带对小物块所做的功．

Answer 1

(1) 2.0m/s (2) 0.2 (3) W＝－12J

试题分析：(1)小物块最后与传送带的运动速度相同，
从图象上可读出传送带的速度v的大小为2.0m/s.
(2)由速度图象可得，小物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为
a＝Δv/Δt＝2.0m/s²
由牛顿第二定律得f＝μMg＝Ma
得到小物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝＝0.2.
(3)从子弹离开小物块到小物块与传送带一起匀速运动的过程中，设传送带对小物块所做的功为W，由动能定理得：
W＝ΔE_k＝－
从速度图象可知：v₁＝4.0m/s　v₂＝v＝2.0m/s
解得：W＝－12J.
点评：综合性很强，是一道中档题．解题的关键是正确认识匀变速直线运动的V-t图象．