(2008•杭州二模)如图所示,光滑水平面上有一质量M=1.0kg的小车,小车右端有一个质量m=0.90kg的滑块,滑块

(2008•杭州二模)如图所示,光滑水平面上有一质量M=1.0kg的小车,小车右端有一个质量m=0.90kg的滑块,滑块与小车左端的挡板之间用轻弹簧相连接,滑块与车的上表面间的动摩擦因数μ=0.20,车和滑块一起以v1=10m/s的速度向右做匀速直线运动,此时弹簧为原长.质量m0=0.10kg的子弹,以v0=50m/s的速度水平向左射人滑块而没有穿出,设子弹射入滑块的时间极短,弹簧的最大压缩量d=0.50m,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)子弹与滑块刚好相对静止的瞬问,子弹与滑块共同速度的大小和方向;
(2)弹簧压缩到最短时,小车的速度大小和弹簧的弹性势能;以及滑块与小车摩擦过程中产生的热量.
(3)弹簧再次回到原长时,车的速度大小.
白菜头82 1年前 已收到1个回答 举报

受重伤的心灵 幼苗

共回答了17个问题采纳率:82.4% 举报

解题思路:(1)子弹和滑块的动量守恒,根据动量守恒可以的共同速度的大小;(2)弹簧压缩到最短时,动量守恒,在根据能量守恒可以求得最大的弹性势能;(3)弹簧再次回到原长时,弹性势能为零,根据动量守恒和能量守恒求得速度大小.

(1)设子弹和滑块相对静止时共同速度为v,根据动量守恒定律mv1-m0v0=(m0+m)v
代入数据解得:v=4.0m/s,方向向右.
(2)设弹簧压缩到最短时它们的共同速度为V′,据动量守恒定律Mv1+(m+m0)v=(M+m+m0)v′
代入数据解得:v′=7m/s
设滑块与车摩擦产生的热为Q,弹簧的最大弹性势能为Ep,根据能量守恒有:
1
2M
v21+
1
2(m+m0)v2=
1
2(M+m+m0)v′2+Q+Ep
Q=μ(m+m0)gd=0.2×(0.9+0.1)=1.0J
代入上式 解得Ep=8.0J
(3)设弹簧再次回到原长时,车的速度为v1,滑块(和子弹)的速度为v2,根据动量守恒定律(M+m+m0)v′=Mv1+(m0+m)v2
根据能量守恒:Ep+
1
2(M+m+m0)v′2=
1
2M
v21+
1
2(m0+m)
v22+Q
代入上交解得:车的速度大小为v1=(7−
7)m/s=4.35m/s
(另一解v1=(7+
7)m/s=9.65m/s舍去)
答:(1)子弹与滑块刚好相对静止的瞬间,子弹与滑块共同速度的大小为4m/s,方向向右;
(2)弹簧压缩到最短时,小车的速度大小和弹簧的弹性势能为8J;
(3)如果当弹簧压缩到最短时,不锁定弹簧,则弹簧再次回到原长时,车的速度大小为4.35m/s.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;能量守恒定律.

考点点评: 整个运动的过程中,系统的动量守恒,对于不同的过程,根据动量守恒和能量守恒计算即可解决.

1年前

8
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.514 s. - webmaster@yulucn.com