题目
如图所示,有两个长方形的的物体A和B紧靠着静止放在光滑的水平桌面上。已知=2kg, mB=3kg。现有一质量 =2kg, mB=3kg 的子弹以速度 =2kg, mB=3kg水平射入长方体A,经=2kg, mB=3kg,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=2kg, mB=3kg,求:(1)子弹在射入A的过程中,B受到A的作用力的大小。(2)当子弹留在B中时,A和B的速度大小。=2kg, mB=3kg
如图所示,有两个长方形的的物体A和B紧靠着静止放在光滑的水平桌面上。已知。现有一质量
的子弹以速度
水平射入长方体A,经
,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
,求:
(1)子弹在射入A的过程中,B受到A的作用力的大小。
(2)当子弹留在B中时,A和B的速度大小。

题目解答
答案
(1)子弹射入A未进入B之前,对两物体整体分析,二者一起做匀加速直线运动,所受的力为摩擦力


B受到A的作用力

(2)取A、B和子弹组成的系统全过程分析,系统不受外力作用,动量守恒。
在0~ts的时间内,A作匀加速直线运动,ts末,A的速度为
所以,由动量守恒得


所以,子弹留在B中时,A的速度大小为 6 m/s ,B的速度大小为 22 m/s .
解析
步骤 1:计算A和B的加速度
根据牛顿第二定律,$F=({m}_{A}+{m}_{B})a$,其中$F=3\times {10}^{3}N$,${m}_{A}=2kg$,${m}_{B}=3kg$。代入数值,得到$a=600m\cdot {s}^{-2}$。
步骤 2:计算B受到A的作用力
根据牛顿第二定律,$F'={m}_{B}a$,其中${m}_{B}=3kg$,$a=600m\cdot {s}^{-2}$。代入数值,得到$F'=1.8\times {10}^{3}N$。
步骤 3:计算子弹射入A后A的速度
根据加速度的定义,$v=at$,其中$a=600m\cdot {s}^{-2}$,$t=0.01s$。代入数值,得到$v=6m\cdot {s}^{-1}$。
步骤 4:计算子弹留在B中时A和B的速度
根据动量守恒定律,$m{v}_{0}={m}_{A}v+({m}_{B}+m)v'$,其中$m=0.1kg$,${v}_{0}=800m\cdot {s}^{-1}$,${m}_{A}=2kg$,${m}_{B}=3kg$,$v=6m\cdot {s}^{-1}$。代入数值,得到$v'=22m\cdot {s}^{-1}$。
根据牛顿第二定律,$F=({m}_{A}+{m}_{B})a$,其中$F=3\times {10}^{3}N$,${m}_{A}=2kg$,${m}_{B}=3kg$。代入数值,得到$a=600m\cdot {s}^{-2}$。
步骤 2:计算B受到A的作用力
根据牛顿第二定律,$F'={m}_{B}a$,其中${m}_{B}=3kg$,$a=600m\cdot {s}^{-2}$。代入数值,得到$F'=1.8\times {10}^{3}N$。
步骤 3:计算子弹射入A后A的速度
根据加速度的定义,$v=at$,其中$a=600m\cdot {s}^{-2}$,$t=0.01s$。代入数值,得到$v=6m\cdot {s}^{-1}$。
步骤 4:计算子弹留在B中时A和B的速度
根据动量守恒定律,$m{v}_{0}={m}_{A}v+({m}_{B}+m)v'$,其中$m=0.1kg$,${v}_{0}=800m\cdot {s}^{-1}$,${m}_{A}=2kg$,${m}_{B}=3kg$,$v=6m\cdot {s}^{-1}$。代入数值,得到$v'=22m\cdot {s}^{-1}$。