题目内容

如图所示,水平传送带AB长L=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块.设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2.求:

(1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离?

(2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中?

答案:
解析:

解析:(1)第一颗子弹射穿木块的过程中,由动量守恒,有mv0-Mv1=mu+Mv1′,v1′=3m/s.

  木块向右减速,加速度a==μg=5m/s2减速为零时作用时间t1==0.6s<1s.

  所以木块在第二颗子弹击中前向右运动离A点最远时,速度为零,距离A点s1=.

  解得  s1=0.9m.

  (2)在第二颗子弹射中木块前,木块再向左做加速运动,历时t2=1s-0.6s=0.4s,速度增大为v2=at2=2m/s〔恰与皮带同速,可见,以后每颗子弹击中后,木块的运动均重复(1)中的过程〕.向左运动的位移s2=at22=0.4m.

  所以,每两颗子弹击中木块的时间间隔内,木块总位移s0=s1-s2=0.5m,方向向右.

  设木块在皮带上最多能被n颗子弹击中,则n===15+.

  考虑到每次击中后,木块可向右先移动0.9m,故共需16颗子弹.击中后木块从传送带上滑下,即木块在传送带上最多能被16颗子弹击中.

  答案:(1)s1=0.9m    (2)16颗

 


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