(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)木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中?
(3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是多少?
分析:(1)根据动量守恒定律求出木块遭射击后瞬间的速度,再根据动能定理求出速度减为零的距离,该距离为远离A的最大距离.
(2)根据第一问求出的距离与传送带长度的关系求解有多少颗子弹击中.
(3)运用能量守恒的观点解决问题.
(2)根据第一问求出的距离与传送带长度的关系求解有多少颗子弹击中.
(3)运用能量守恒的观点解决问题.
解答:解:(1)第一颗子弹射入木块过程中动量守恒mv0=mv+MV1 ①
解得:v'1=5m/s ②
木块向右作减速运动加速度a=
=μg=5m/s2 ③
木块速度减小为零所用时间t1=
④
解得t1=1s ⑤所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A点最远时,速度为零,移动距离为s1=
解得s1=2.5m. ⑥
(2)
=3,所以之后还可以被3颗子弹击中,加上开始的一颗,共有3+1=4颗.所以木块在传送带上最多能被4颗子弹击中.
(3)第一颗子弹击穿木块过程中产生的热量为
Q1=
m
-
mv2-
M
木块向右减速运动过程中板对传送带的位移为S′=v1•t1+s1
产生的热量为Q2=μMgs′
全过程中产生的热量为Q=4Q1+Q2
解得Q=3517.5J
(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2.5m.
(2)木块在传达带上最多能被4颗子弹击中.
(3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是3517.5J.
解得:v'1=5m/s ②
木块向右作减速运动加速度a=
| μMg |
| M |
木块速度减小为零所用时间t1=
| v1′ |
| a |
解得t1=1s ⑤所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A点最远时,速度为零,移动距离为s1=
v
| ||
| 2a |
解得s1=2.5m. ⑥
(2)
| 7.5 |
| 2.5 |
(3)第一颗子弹击穿木块过程中产生的热量为
Q1=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | /2 1 |
木块向右减速运动过程中板对传送带的位移为S′=v1•t1+s1
产生的热量为Q2=μMgs′
全过程中产生的热量为Q=4Q1+Q2
解得Q=3517.5J
(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2.5m.
(2)木块在传达带上最多能被4颗子弹击中.
(3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是3517.5J.
点评:本题综合考查了动量守恒定律、动能定理、牛顿第二定律以及运动学公式,关键理清运动过程,选择合适的规律进行求解.