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如图所示,质量为mB=2kg的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一块质量为mA=2kg的物体A,一颗质量为m0=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后,速度

题目详情
如图所示,质量为mB=2kg的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一块质量为mA=2kg的物体A,一颗质量为m0=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后,速度变为v2=200m/s,已知A、B之间的动摩擦因数为μ=0.25,g取10m/s2,为使物块A不滑离小车B,则:
(1)小车的长度至少为多少?
(2)物块A与小车B发生相对滑动的时间多长?
▼优质解答
答案和解析
(1)对于子弹与物块A相互作用的过程,由动量守恒定律得:
m0v0=m0v+mAmA
代入数据解得:vA=2m/s
对于A、B相互作用的过程,由动量守恒定律得:
mAvA=(mA+mB)vB
代入数据解得:vB=1m/s
A、B系统因摩擦产生的热量等于A、B系统损失的动能,设小车的最短长度l,有:
μmAgl=
1
2
mAvA2−
1
2
(mA+mB)vB2
带入数据解得:l=0.4m
(2)对小车B,根据动量定理,有:μmAgt=mBvB 
带入数据解得:t=0.4s
答:(1)小车的长度至少为0.4m;
(2)物块A与小车B发生相对滑动的时间为0.4s.
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