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如圖所示,質量為3m的木板靜止在光滑的水平面上,一個質量為2m的物塊(可視為質點),靜止在木板上的A端,已知物塊與木板間的動摩擦因數為μ.現有一質量為m的子彈(可視為質點)以初速度v0水平向右射入物塊并穿出,已知子彈穿出物塊時的速度為
v02
,子彈穿過物塊的時間極短,不計空氣阻力,重力加速度為g.求:
①子彈穿出物塊時物塊的速度大小.
②子彈穿出物塊后,為了保證物塊不從木板的B端滑出,木板的長度至少多大?
分析:①設子彈穿過物塊時,對子彈和物塊組成的系統,由于所受的外力遠小于內力,系統的動量守恒,根據動量守恒定律求解子彈穿出物塊時物塊的速度大小.
②物塊剛好到達木板右端時,板的長度最短,此時物塊和木板達到共同的速度,對于它們組成的系統,運用動量守恒定律和能量守恒定律列式,即可求得木板的長度.
解答:解:①設子彈穿過物塊時物塊的速度為v1,對子彈和物塊組成的系統,由動量守恒定律得:
  mv0=m
v0
2
+2mv1
解得,v1=
v0
4

②物塊和木板達到的共同速度為v2時,物塊剛好到達木板右端,這樣板的長度最小為L,對物塊和木板組成的系統,由動量守恒得:
  2mv1=5mv2
此過程系統摩擦生熱:Q=2μmgL
由能量守恒定律得:2μmgL=
1
2
?2m
v
2
1
-
1
2
?5m
v
2
2

代入數據解得:L=
3
v
2
0
160μg

答:①子彈穿出物塊時物塊的速度大小是
v0
4
.②子彈穿出物塊后,為了保證物塊不從木板的B端滑出,木板的長度至少為
3
v
2
0
160μg
點評:本題綜合考查了動量守恒定律和能量守恒定律,綜合性較強,對學生的能力要求較高,需加強這方面的訓練.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質量為3m的光滑物體A與質量為m的光滑物體B,放在水平面上,在水平推力F從左向右的推力作用下加速運動,則A和B的相互作用力大小為
F
4
F
4
.若A和水平地面間的摩擦因數為μ,B光滑,則A和B的相互作用力大小為
F
4
-
3
4
μmg
F
4
-
3
4
μmg

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質量為3m的物塊A和質量為m的物塊B與地面的摩擦均不計,在已知水平力F的作用下,A、B一起做勻加速直線運動,則二者的加速度為
F
4m
F
4m
; B對A的作用力大小為
F
4
F
4

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2007?南京二模)如圖所示,質量為3m的足夠長木板C靜止在光滑水平面上,質量均為m的兩個小物塊A、B放在C的左端,A、B間相距s0,現同時對A、B施加水平向右的瞬時沖量而使之分別獲得初速度v0和2v0,若A、B與C之間的動摩擦因數分別為μ和2μ,則

(1)最終A、B、C的共同速度為多大?
(2)當A與C剛相對靜止時B的速度為多大?
(3)A與B最終相距多遠?
(4)整個過程中A、B與木板C因摩擦所產生的熱量之比為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(1)通過α粒子散射實驗
 

A.發現了電子B.建立了原子的核式結構模型
C.愛因斯坦建立了質能方程D.發現某些元素具有天然放射現象
(2)如圖所示,質量為3m、長度為L的木塊靜止放置在光滑的水平面上.質量為m的子彈(可視為質點)以初速度v0水平向右射入木塊,穿出木塊時速度變為
25
v0
.試求:
①子彈穿出木塊后,木塊的速度大小;
②子彈穿透木塊的過程中,所受到平均阻力的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(1)如圖所示為康普頓效應示意圖,光子與一個靜止的電子發生碰撞,圖中標出了碰撞后電子的運動方向.設碰前光子頻率為v,碰后為v′,則關于光子碰后的運動方向和頻率的說法中正確的是
 

A、可能沿圖中①方向
B、可能沿圖中②方向
C、v=v′
D、v<v′
(2)如圖所示,質量為3m、長度為L的木塊置于光滑的水平面上,質量為m的子彈以初速度v0水平向右射入木塊,穿出木塊時速度為
25
v0
,設木塊對子彈的阻力始終保持不變.
①求子彈穿透木塊后,木塊速度的大小;精英家教網
②求子彈穿透木塊的過程中,木塊滑行的距離s;
③若改將木塊固定在水平傳送帶上,使木塊始終以某一恒定速度(小于v0)水平向右運動,子彈仍以初速度v0水平向右射入木塊.如果子彈恰能穿透木塊,求此過程所經歷的時間.

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