问题 计算题

(13分)一质量为M=1.0 kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动,被一水平向左

飞来的子弹击中并从物块中穿过,如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度

随时间变化的关系如图乙所示,图中取向右运动的方向为正方向。已知传送带的速度保

持不变,g取10 m/s2

(1)指出传送带速度v0的方向及大小,说明理由;

(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数μ;

(3)计算t=0开始物块与传送带之间由于摩擦而产生的内能Q。

答案

(13分)解:(1)从v-t图象看出,物块被击穿后,先向左减速到v=0,然后向右加速到v="2.0" m/s,以

后随传送带一起做匀速运动,所以,传送带的速度方向向右,其速度v0="2.0" m/s。  (3分)

(2)由速度图象可得,物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为a,

                (2分)

由牛顿第二定律得,滑动摩擦力Ff=μMg=Ma

物块与传送带间的动摩擦因数           (2分)

(3)由速度图象可知,传送带与物块存在摩擦力的时间只有3秒,

0~2s内: (向左) (向右)

2~3s内: (向右) (向右)

所以,物块与传送带之间的相对位移  ΔS= 4+4+2-1 =" 9m    " (4分)

产生的内能 Q=Ff S =" μMg" S=" 0.2×1.0×10×9" =" 18J        " (2分)

(本题应用功能关系求解正确的同样得分)

单项选择题
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