Question

一質量為M＝2.0kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起向右勻速運動，被一水平向左飛來的子彈擊中，且子彈從小物塊中穿過，子彈和小物塊的作用時間極短，如圖甲所示．地面觀察者記錄的小物塊被擊中后的速度隨時間變化關系如圖乙所示(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)求：

(1)傳送帶的速度v的大小；
(2)小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數μ；
(3)傳送帶對小物塊所做的功．

Answer 1

(1) 2.0m/s (2) 0.2 (3) W＝－12J

試題分析：(1)小物塊最后與傳送帶的運動速度相同，
從圖象上可讀出傳送帶的速度v的大小為2.0m/s.
(2)由速度圖象可得，小物塊在滑動摩擦力的作用下做勻變速運動的加速度為
a＝Δv/Δt＝2.0m/s²
由牛頓第二定律得f＝μMg＝Ma
得到小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數μ＝＝0.2.
(3)從子彈離開小物塊到小物塊與傳送帶一起勻速運動的過程中，設傳送帶對小物塊所做的功為W，由動能定理得：
W＝ΔE_k＝－
從速度圖象可知：v₁＝4.0m/s　v₂＝v＝2.0m/s
解得：W＝－12J.
點評：綜合性很強，是一道中檔題．解題的關鍵是正確認識勻變速直線運動的V-t圖象．