问题 问答题

如图所示,一弹丸从离地高度H=1.95m的A点以v0=8.0m/s的初速度水平射出,恰以平行于斜面的速度射入静止在固定斜面顶端C处的一木块中,并立即与木块具有相同的速度(此速度大小为弹丸进入木块前一瞬间速度的

1
10
)共同运动,在斜面下端有一垂直于斜面的挡板,木块与它相碰没有机械能损失,碰后恰能返回C点.已知斜面顶端C处离地高h=0.15m,求:

(1)A点和C点间的水平距离;

(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ;

(3)木块从被弹丸击中到再次回到C点的时间t.

答案

(1)弹丸从A到C做平抛运动,则有:

t=

2(H-h)
g
=0.6s

A点到C点的水平距离s=v0t=8.0×0.6m=4.8m

(2)设弹丸到C的速度方向与水平方向的夹角为θ,则

tgθ=

vy
v0
=
10×0.6
8
=
3
4

vC=

v02+vy2
=
82+62
 m/s=10m/s

弹丸与塑料块在C点具有的相同速度vC′=

1
10
vC=1m/s     

分析弹丸与塑料块从C点返回到C点的整个过程,根据动能定理有:

-μmgcosθ×2×

h
sinθ
=0-
1
2
mvC2

可得动摩擦因数μ=

1
8
=0.125

(3)根据牛顿第二定律,

下滑时由 a1=gsinθ-μgcosθ

可得a1=5 m/s2

h
sinθ
=vC′t1+
1
2
a1 t12

可解得t1=0.17s

上滑时由 a1=gsinθ+μgcosθ

可得a2=7 m/s2

h
sinθ
=
1
2
a2t22

可解得t2=0.27s

所以塑料块从被弹丸击中到再次回到C点的时间t=t1+t2=0.44s

答:(1)A点和C点间的水平距离为4.8m;

(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ为0.125;

(3)木块从被弹丸击中到再次回到C点的时间t为0.44s.

单项选择题
单项选择题