Question

【題目】一質量為M=2．0kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運動，被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過，子彈和小物塊作用時間極短，如圖所示，地面觀察著記錄了小物塊被擊中后的速度隨時間的變化關系，如圖所示（圖中取向右運動的方向為正方向），已知傳送帶的速度保持不變，g取10m/s2

（1）指出傳送帶速度v的大小和方向；

（2）計算物塊與傳送帶間的動摩擦系數μ？

（3）計算在物塊與傳送帶相對滑動過程系統有多少能量轉化為內能？

Answer 1

【答案】（1）向右的2m/s；（2）0．2（3）36．0（J）

【解析】

試題分析：（1）由速度時間圖像可知，物塊被擊穿后，先向左減速運動，速度為零后，又向右加速運動，當速度為2m/s時，隨傳送帶一起勻速運動，故傳送帶的速度為向右的2m/s；

（2）由速度圖象可得，物塊在滑動摩擦力的作用下做勻變速運動的加速度為：

．

由牛頓第二定律得：滑動摩擦力 f=Ma

其中 f=μFN=μMg

得到物塊與傳送帶間的動摩擦因數

（3）物塊相對傳送帶通過的路程為：s′=S物+S皮=（v0-v）t1+vt=×（4-2）×3+2×3=9（m）

所以產生的內能 EQ=μMgs′=0．2×2×10×9=36．0（J）