题目内容
【题目】如图,质量m1=0.45 kg的平顶小车静止在光滑水平面上,质量m2=0.5 kg的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端。一质量为m0=0.05 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s射中小车左端并留在车中,最终小物块相对地面以2 m/s的速度滑离小车。已知子弹与车的作用时间极短,小物块与车顶面的动摩擦因数μ=0.8,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10 m/s2,求:
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(1)子弹相对小车静止时小车速度的大小;
(2)小车的长度L。
【答案】(1)10 m/s (2)2 m
【解析】
本题考查动量守恒与能量综合的问题。
(1)子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得
m0v0=(m0+m1)v1…………①
解得v1=10 m/s
(2)三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得
(m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v3…………②
解得v2=8 m/s
由能量守恒可得
(m0+m1)
=μm2g·L+
(m0+m1)
+
m2
…………③
解得L=2 m
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