5.子弹垂直射入叠在一起的相同木板,穿-|||-过第20块木板后的速度变为0。可以把子弹视-|||-为质点,已知子弹在木板中运动的总时间是t,-|||-认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同。-|||-(1)子弹穿过第1块木板所用的时间是多少?-|||-(2)子弹穿过前15块木板所用的时间是多少?-|||-(3)子弹穿过第15块木板所用的时间是多少?

题目解答
答案

解析
本题考查匀变速直线运动的逆过程处理,核心思路是将子弹的减速运动逆向视为初速度为零的匀加速运动。关键点在于:
- 总位移对应20块木板厚度,利用匀加速公式求总时间;
- 分段位移与时间的关系:每块木板对应相等位移,时间平方与段数成正比;
- 逆向思维:通过总时间减去逆过程对应段的时间差,求解实际问题。
第(1)题
逆向模型建立
将子弹减速至静止的过程视为初速度为零的匀加速运动,总位移为$20s$($s$为每块木板厚度),总时间$t$,由匀加速公式:
$20s = \frac{1}{2}a t^2 \implies a = \frac{40s}{t^2}$
求逆过程前19块时间
前19块位移为$19s$,对应时间$t_1$:
$19s = \frac{1}{2}a t_1^2 \implies t_1 = \sqrt{\frac{19}{20}}t$
实际时间计算
子弹穿过第1块的时间为总时间减去逆过程前19块时间:
$\Delta t = t - t_1 = t - \sqrt{\frac{19}{20}}t$
第(2)题
求逆过程前5块时间
前5块位移为$5s$,对应时间$t_2$:
$5s = \frac{1}{2}a t_2^2 \implies t_2 = \frac{t}{2}$
实际时间计算
子弹穿过前15块的时间为总时间减去逆过程前5块时间:
$\Delta t = t - t_2 = \frac{t}{2}$
第(3)题
求逆过程前6块时间
前6块位移为$6s$,对应时间$t_3$:
$6s = \frac{1}{2}a t_3^2 \implies t_3 = \sqrt{\frac{3}{10}}t$
穿过前14块时间
$\Delta t' = t - t_3 = t - \sqrt{\frac{3}{10}}t$
穿过第15块时间
$T = \Delta t - \Delta t' = \sqrt{\frac{3}{10}}t - \frac{t}{2}$