笑雨水 幼苗
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(1)木块沿斜面向下加速滑动,设木块下滑时加速度为a1.
由牛顿第二定律,有:a1=
Mgsin37°−μMgcos37°
M=g(sin37°−μcos37°)=4m/s2;
设木块下滑0.5s时速度为v1,则v1=a1t1=4×0.5=2m/s;
木块下滑的距离S1=[1/2a1
t21]=0.5m;
设子弹打击木块后,木块速度v2,打击时,由动量守恒定律,有:mu-Mv1=mu′+Mv2,得
v2=
m(u−u′)−Mv1
M=4m/s;
木块上滑时加速度为a2,由于木块速度小于传送带的速度,所以摩擦力的方向沿斜面向上,所以加速度a2=al=4m/s2
术块上滑的最远距离:
S2=
v22
2a2=2m
在被第二颗子弹击中前,木块沿斜面向上运动离A点的最大距离:
d=[1/2L−S1+S2=11.5m
(2)木块上滑的时间
t2=
v2
a2=1s
因为子弹射入木块的时间间隔△t=1.5s,所以木块上滑2.Om后再下滑,0.5s后子弹又射入木块,以后的运动重复:每次木块上滑2.Om后再下滑O.5m.每次子弹打击后,木块上升1.5m,第6颗子弹穿射木块后,木块共上滑9m,此后距离上端还有1.5m.第7颗子弹射穿木块后,木块沿斜面上滑最后离开斜面,所以木块在斜面上最多能被7颗子弹击中.
(3)每次子弹穿射木块,产生的内能相同,
E1=
1
2M
v21+
1
2mu2−
1
2M
v22−
1
2mu′2=2094J;
每次木块下滑0.5m,传送带上升的距离S1′=vt1=2.5m
产生的内能E2=μMgcos37°•(S1+S1′)=6J
每次木块上滑2.Om,传送带上升的距离S2′=vt2=5m
产的内能E3=μMg(S2′-S2)=6J
第7子弹射穿木块后,术块沿斜面只能上滑S3=1.5m
设木块上滑的时间为t3,根据位移时间关系公式,有:S3=v2t3-
1
2a2
t23]
解得t3=0.5s和l.5s(l.5s舍去,因为滑块不可能返回)
传送带上升的距离S3′=vt3=2.5m
此过程产生的内能为:E4=μMg(S3′-S3)=2J
故产生的总的内能:E=7E1+7E2+6E3+E4=7×2094J+7×6J+6×6J+2J=14738J
答:(1)在被第二颗子弹击中前.木块离传送带下端A点的最大距离为11.5m;
(2)木块在传送带上最多能被7颗子弹击中;
(3)在木块从c点开始运动到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内能为14738J.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律;机械能守恒定律.
考点点评: 解决本题的关键理清木块的运动过程,结合牛顿第二定律、动量守恒定律、运动学公式和功能关系进行求解,较难.
1年前
你能帮帮他们吗