题目
如图所示,有两个长方形的物体A和B紧靠着静止放在光滑的水平桌面上,已-|||-知 _(A)=2(k)_(g) mB=3kg。 现有一质量 m=100g 的子弹以速率 _(0)=800m/s 水平射入长方体-|||-A,经 =0.01s, 又射入长方体B,最后停留在长方体B内未射出。设子弹射入A时所受-|||-的摩擦力为 -3times (10)^3N, 求:-|||-(1)子弹在射入A的过程中,B受到A的作用力的大小。-|||-A B-|||-(2)当子弹留在B中时,A和B的速度大小。

题目解答
答案

解析
本题主要考查牛顿第二定律、动量守恒定律的应用。解题的关键在于分析物体的运动过程,合理选取研究对象,根据相应的物理规律进行求解。
(1)求子弹在射入A的过程中,B受到A的作用力的大小
- 子弹射入A未进入B以前,A、B共同作加速运动。此时A、B整体受到子弹对A的摩擦力$F$的作用,根据牛顿第二定律$F = (m_A + m_B)a$,可求出A、B整体的加速度$a$。
已知$m_A = 2kg$,$m_B = 3kg$,$F = 3\times 10^3N$,将其代入公式可得:
$a = \frac{F}{m_A + m_B} = \frac{3\times 10^3}{2 + 3}m/s^2 = 600m/s^2$ - 对B进行受力分析,B受到A对它的作用力$N$,根据牛顿第二定律$N = m_Ba$,可求出$N$的大小。
将$m_B = 3kg$,$a = 600m/s^2$代入公式可得:
$N = m_Ba = 3\times 600N = 1.8\times 10^3N$
方向向右。
(2)求当子弹留在B中时,A和B的速度大小
- 求A的速度$v_A$:
A在时间$t$内作匀加速运动,根据匀变速直线运动的速度公式$v = at$,$t$秒末的速度$v_A = at$。
已知$a = 600m/s^2$,$t = 0.01s$,将其代入公式可得:
$v_A = at = 600\times 0.01m/s = 6m/s$
当子弹射入B时,B将加速而A则以$v_A$的速度继续向右作匀速直线运动。 - 求B的速度$v_B$:
取A、B和子弹组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,故系统的动量守恒。
根据动量守恒定律$mv_0 = m_Av_A + (m + m_B)v_B$,可求出$v_B$。
已知$m = 100g = 0.1kg$,$v_0 = 800m/s$,$m_A = 2kg$,$v_A = 6m/s$,$m_B = 3kg$,将其代入公式可得:
$v_B = \frac{mv_0 - m_Av_A}{m + m_B} = \frac{0.1\times 800 - 2\times 6}{0.1 + 3}m/s = 22m/s$