题目内容

14.如图所示,两个完全相同的可视为质点的物块A和B,靠在一起静止在水平面上但不粘连,质量均为M.O点左侧水平面光滑、右侧水平西粗糙,A、B与粗糙水平面间的动摩擦因数均为μ.一颗质量为m、速度为v0的子弹水平穿过A后进入B,最后停在B中,其共同速度为v,子弹与B到达O点前已相对静止.求:
(i)子弹穿过A时的速度;
(ii)A、B两物块停止运动时之间的距离.

分析 (i)子弹与物块组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出子弹的速度.
(ii)对A、B应用动能定理求出其位移,然后求出A、B停止运动时两者间的距离.

解答 解:(i)子弹与A组成的系统动量守恒,子弹与B组成的系统动量守恒,
以向右为正方向,由动量守恒定律得:
对子弹与A:mv0=mv子弹+2MvA,
对子弹与B:mv子弹+MvA=(m+M)v,
解得:v子弹=$\frac{2(M+m)v}{m}$-v0,vA=$\frac{m{v}_{0}-(M+m)v}{M}$;
(2)由动能定理得:
对A:-μMgsA=0-$\frac{1}{2}$MvA2,
对子弹与B:-μ(M+m)gsB=0-$\frac{1}{2}$(M+m)v2,
两者间的距离:d=sB-sA,
解得:d=$\frac{{v}^{2}}{2μg}$-$\frac{[m{v}_{0}-(M+m)v]^{2}}{2μg{M}^{2}}$;
答:(i)子弹穿过A时的速度为$\frac{2(M+m)v}{m}$-v0;
(ii)A、B两物块停止运动时之间的距离为$\frac{{v}^{2}}{2μg}$-$\frac{[m{v}_{0}-(M+m)v]^{2}}{2μg{M}^{2}}$.

点评 本题考查了求速度、距离问题,分析清楚物体的运动过程,应用动量守恒定律、动能定理即可正确解题.

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