题目内容
A是质量mA=0.98kg的物块(可视为质点),B和C是完全相同的木板,质量m=1.0kg。已知木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2,物块A与木板之间的动摩擦因数为μ1,设物块与木板以及木板与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现有一质量m0=0.02kg的子弹以v=300m/s的速度击中物块A,并留在物块中(过程很短暂),求:
(1)子弹击中物块后,共同速度的大小;
(2)求射击过程中子弹和物块A组成的系统产生的热量Q.
(3)若要求物块A在B板上运动,使B、C板均相对地面不动;当物块A滑上C板时,C板开始运动,求μ1应满足的条件。
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解:(1)设子弹击中物块时的共同速度为v1,子弹与物块相互作用的时间极短,子弹和物块组成的系统动量守恒:
(3分)
代入数据解得
(2分)
(2)对子弹和物块组成的系统,由能量守恒定律可得
Q=
-
(3分)
代入数据 解得Q=882J (2分)
(3)物块A(含子弹)在木板上滑行时,
它对木板的摩擦力
(1分)
当A在B板上滑行时:
地面对B的最大静摩擦力
(1分)
地面对C的最大静摩擦力
(1分)
当A在C板上滑行时:
地面对C的最大静摩擦力
(1分)
由题意可知:
(不等号没有写对得0分) (2分)
即
所以
(2分)