如圖所示,水平傳送帶AB足夠長,質量為M=1 kg的木塊隨傳送帶一起以v1=3 m/s的速度向左勻速度運動(傳送帶由電動機帶動,速度恒定),木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5;當木塊運動至最左端A點時,一顆質量為m=20 g的子彈以v0=400 m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出,穿出的速度u=50 m/s,設子彈射穿木塊的時間極短, g取10 m/s2.求:
(1)木塊向右運動距A點的最大距離是多少?
(2)木塊再次與傳送帶等速時距左端A點的距離 ?
(3)求整個過程中,電動機多消耗的電能及子彈、木塊和傳送帶這一系統(tǒng)所產生的總熱量分別是多少?
解:(1)子彈射入木塊過程中由動量守恒得
木塊向右做減速運動,加速度,
所以木塊向右運動距A點最遠時,速度為零,移動距離為。---4分且木塊速度減小為零所用時間為t1=v1//a=0.8s
(2)木塊再向左做加速運動,時間為t2,速度增大為v1,向左移動的位移大小為s2.=v12/2a=0.9(米)
所以木塊總位移,方向向右.且t2=v1/a=0.6(秒) ----------4分
(3)子彈擊穿木塊過程中產生的熱量為
木塊向右減速運動過程和木塊向左加速運動過程中產生的熱量為.
Q2=f*Δs=5*4.9=24.5J
全過程中產生的熱量為. ------4分
全過程中電動機多做的功為W電=Mgv1(t1+t2)=21 J ---------3分
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A、摩擦力對物體做功為
| ||
B、摩擦力對物體做功為μmgs | ||
C、傳送帶克服摩擦力做功為μmgs | ||
D、因摩擦而生的熱能為2μmgs |
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