1.一顆速度較大的子彈,水平擊穿原來靜止在光滑水平面上的木塊,設木塊對子彈的阻力恒定,則當子彈入射速度增大時,下列說法正確的是( )
A.木塊獲得的動能變大
B.木塊獲得的動能變小
C.子彈穿過木塊的時間變長
D.子彈穿過木塊的時間變短
BD
解析
若跟據常規(guī)的思路依牛頓第二定律和運動學公式去列式求解,則計算復雜,且易出現錯誤判斷。若能靈活一些,將子彈與木塊的作用過程作出v-t圖象,再來分析、推理和判斷,問題就迎刃而解了。
子彈以初速穿透木塊過程中,子彈、木塊在水平方向都受恒力作用,子彈做勻減速運動,木塊做勻加速運動,子彈、木塊運動的v-t圖如圖中實線所示,圖中、
分別表示子彈穿過木塊過程中木塊、子彈的運動圖象,而圖中梯形的面積為子彈相對木塊的位移即木塊長。當子彈入射速度增大變?yōu)?/span>時,子彈、木塊的運動圖象便如圖中虛線所示,梯形的面積仍等于子彈相對木塊的位移即木塊長,故梯形與梯形的面積相等,由圖可知,當子彈入射速度增加時,木塊獲得的動能變小,子彈穿過木塊的時間變短,所以本題正確答案是B、D
2. 如圖所示,在光滑的水平面上有一個質量為M的木塊處于靜止狀態(tài),現有一個質量為m的子彈以初速度v0射穿木塊,設整個過程中,子彈受到的阻力f恒定,且M>m.下面是動量P隨時間t,速度v隨時間t,動能EK隨位移S的變化圖象,用1和2分別表示子彈和木塊的圖象,其中正確的是( ?。?/span>
A
B
C
D
分析
根據動量定理求出動量隨時間的變化關系,從而判斷P-t圖象,木塊滑上木板,A做勻減速直線運動,B做勻加速直線運動,根據牛頓第二定律比較出A、B的加速度大小,從而確定速度時間圖線的正誤,根據動能定理確定動能與位移的關系.
解:
A、根據動量定理可知,合外力的沖量等于動量的變化量,對子彈有:P-P0=-ft,P=P0-ft,對木塊有:P=ft,圖象斜率絕對值相同,故A錯誤,C正確;
B、木塊滑上木板,A做勻減速直線運動,B做勻加速直線運動,根據牛頓第二定律得,
D、根據動能定理得,對A有:-μmgs=EK-EK0,則EK=EK0-μmgs.對B有:μmgs=EK,從動能定理的表達式可知,EK與s圖線斜率的絕對值相等。故D正確。
故選:CD。
3. 圖,一木塊放在平滑水平地面上,一顆子彈水平射入木塊中,此過程中木塊受到的水平阻力為f,子彈射入深度為d,木塊位移為s,則此過程中( ?。?/span>
A.木塊增加的動能為fs
B.子彈的內能增加了fd
C.子彈和木塊組成的系統機械能守恒
D.子彈動能的減少大于木塊動能的增加
分析
根據動能定理得出子彈損失的動能和木塊獲得的動能,根據阻力與相對路程的乘積等于系統獲得的內能,求出系統損失的機械能。
解:
A、對木塊,由動能定理得,fs=△Ek木.則木塊獲得的動能為fs。故A正確;
B、系統損失的機械能轉化為產生的內能,系統產生的內能為 Q=fd,則子彈的內能增加小于fd,故B錯誤。
C、由于系統產生了內能,所以子彈和木塊組成的系統機械能不守恒,故C錯誤。
D、對子彈,由動能定理得,-f(s+d)=△Ek彈.故子彈損失的動能為f(s+d),可知,子彈減少的動能轉化為木塊增加的動能和系統增加的內能,故子彈動能的減少大于木塊動能的增加。故D正確。
故選:AD。
3. 如圖所示的裝置中,輕質彈簧左端固定在墻壁上,右端和木塊B相連,木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的,子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內,并將彈簧壓縮.現將子彈、木塊和彈簧合在一起作為系統,則此系統在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中( )
A.動量守恒、機械能守恒
B.動量不守恒、機械能守恒
C.動量守恒、機械能不守恒
D.動量不守恒、機械能不守恒
分析
從子彈射向木塊到木塊將彈簧壓縮到最短的全過程中,系統受到墻壁的彈力,總動量不守恒.系統的機械能減小轉化為內能.在木塊壓縮彈簧過程中,木塊對彈簧的作用力等于彈簧對木塊的作用力.在彈簧壓縮到最短的時刻,木塊的速度為零,彈簧處于壓縮狀態(tài),加速度不為零
解:
從子彈射向木塊到木塊將彈簧壓縮到最短的全過程中,系統受到墻壁的彈力,合外力不為零,總動量不守恒。
同時在作用過程中由于摩擦力做功;故彈簧、木塊和子彈組成的系統機械能減小,轉化為內能。故動量不守恒、機械能不守恒;
故選:D。
4. 如圖所示,水平傳送帶AB長l=7.5m,質量為M=1kg的木塊靜止放在光滑水平桌面上的最左端,水平桌面與A等高且十分接近,傳送帶以v1=2m/s的速度向左勻速運動(傳送帶的傳送速度恒定),木塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.5.一顆質量為m=20g的子彈以v0=300m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出,穿出速度v=50m/s,以后每隔1s就有一顆子彈射向木塊,設子彈射穿木塊的時間極短,且每次射入點各不相同,g取10m/s2.求:
(1)在被第二顆子彈擊中前,木塊向右運動離A點的最大距離?
(2)木塊在傳達帶上最多能被多少顆子彈擊中?
(3)從第一顆子彈射中木塊到木塊最終離開傳送帶的過程中,子彈、木塊和傳送帶這一系統產生的熱能是多少?
解得t1=1s ⑤所以木塊在被第二顆子彈擊中前向右運動離A點最遠時,速度為零,
解得s1=2.5m. ⑥
所以之后還可以被3顆子彈擊中,加上開始的一顆,共有3+1=4顆.所以木塊在傳送帶上最多能被4顆子彈擊中.(3)第一顆子彈擊穿木塊過程中產生的熱量為
(1)在被第二顆子彈擊中前,木塊向右運動離A點的最大距離2.5m.
(2)木塊在傳達帶上最多能被4顆子彈擊中.
(3)從第一顆子彈射中木塊到木塊最終離開傳送帶的過程中,子彈、木塊和傳送帶這一系統產生的熱能是3517.5J.
? 標簽:期末復習 受力分析
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