题目内容

(20分)如图所示,质量M = 1.0kg的木块随传送带一起以v = 2.0m/s的速度向左匀速运动,木块与传送带间的动摩擦因数μ = 0.50。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 水平向右的速度击穿木块,穿出时子弹速度v1 = 50m/s。设传送带的速度恒定,子弹击穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,g = 10m/s 2 。求:

(1) 在被子弹击穿后,木块向右运动距A点的最大距离;

(2) 子弹击穿木块过程中产生的内能;

(3) 从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中,木块与传送带间由于摩擦产生的内能。

(1)设子弹射穿木块后速度为v2,以向右为正方向,则由动量守恒可得:

 (3分)

解得 

木块向右做减速运动,加速度大小a为:

(1分)

(1分)

解得:    

木块向右运动的最大距离sm为:

  (1分)     

解得:  (1分) 

(2)产生的内能Q为:

  (3分)

解得:  (2分)             

(3) 木块向右运动至最大距离时所用时间t1为:

  (1分)

解得:  

此过程皮带与木块的相对位移   (1分)        

随后木块向左加速至速度与皮带速度相同,此过程时间t2为: 

解得: (1分)         

此过程皮带与木块的相对位移

   (1分)

整个过程木块与皮带由于摩擦产热

  (3分)

解得:  (1分)

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