...传送带AB长L=10m,保持以v=3m/s的速度顺时针方向传动,现把质量为M...
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发布时间:2024-02-04 15:37
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时间:2024-03-02 14:28
(1)设木块运动的加速度为a,由牛顿第二定律得μMg=Ma,解得:a=0.5×10=5m/s2,
木块运动到与传送到速度相等时所需时间t0=va=35=0.6s,此后0.4s内做匀速运动,则
木块被传送1s后的位移x1=12at02+v(1?t0)=12×5×0.36+0.4×3=2.1m
(2)子弹穿过木块的过程中,动量守恒,则有:
Mv+mv0=Mv′+Mv1
带入数据得:
2×3-0.01×500=2v′-0.01×100
解得:v′=1m/s,
设此后经过时间t1,速度与传送到速度相等,则t1=v?v′a=3?15=0.4s,
此后1s内的位移x2=v′t1+12at12+v(1?t1)=1×0.4+12×5×0.16+0.6×3=2.6m,
即每次子弹射出木块后木块运动的位移都为2.2m,设最多能被多少颗子弹击中,则有:
L=2.1+2.6n
解得:n=3.04
所以最多能被3颗子弹击中,
(3)木块第一次与传送到速度相等的过程中,传送到对木块做的功W1=12Mv2=12×2×9=9J,
子弹射出木块后,木块再次运动到与传送到速度相等的过程中,传送带对木块做的功W2=12Mv2?12Mv′2=12×2×9?12×2×1=8J,
第3次子弹射出后,木块运动到位移s=x1+3x2=2.1+3×2.6=9.9m,
此后木块再匀加速运动x3=0.1m,
这个过程中,摩擦力做的功W3=fx3=0.5×2×10×0.1=1J,
所以整个过程中,传送带做的功W=W1+W2+W3=9+3×8+1=34J,
子弹每一次与木块碰撞过程中产生的热量Q=12Mv2?12Mv′2=12×2×9?12×2×1=8J,
则子弹、木块和传送带这一系统所产生的热量Q热=W+nQ=34+8×3=58J
答:(1)在被第一颗子弹击中前,木块运动的距离为2.1m;
(2)木块在到达最右端A之前,最多能被3颗子弹击中;
(3)在木块从B运动到A的过程中,传送带对木块一共做的功为34J,子弹、木块和传送带这一系统所产生的热量是58J.