如图所示，光滑水平面上静止一质量为M=0.98kg的物块。紧挨平台右侧有传送带，与水平面成30°角，传送带底端A点和顶端B点相距L=3m。一颗质量为m=0.02

题文

如图所示，光滑水平面上静止一质量为M=0.98kg的物块。紧挨平台右侧有传送带，与水平面成30°角，传送带底端A点和顶端B点相距L=3m。一颗质量为m=0.02kg的子弹，以

的水平向右的速度击中物块并陷在其中。物块滑过水平面并冲上传送带，物块通过A点前后速度大小不变。已知物块与传送带之间的动摩擦因数

，重力加速度g=10m/s²。
（1）如果传送带静止不动，求物块在传送带上滑动的最远距离；
（2）如果传送带匀速运行，为使物块能滑到B端，求传送带运行的最小速度。



（3）若传送带以某一速度匀速运行时，物块恰能以最短时间从A端滑到B端，求此过程中传送带与物块间产生的热量。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）设子弹击中物块后共同速度为v，根据动量守恒：


     （2分）

      （1分） 
设物块滑上传送带的最远距离为s，物块所受摩擦力沿斜面向下，设物块加速度大小为

，根据牛顿定律得：

  （2分）
此过程物块位移为s₁，则：

                （1分）
代入数据后可解得：

 （1分）
（2）设传送速度为v₁时，物块刚好能滑到传送带顶端。当物块速度大于v₁时，物块所受摩擦力沿斜面向下，此阶段物块加速度为

,此过程物块位移为s₁，则：


          （1分）
物块速度减小到

后，所受摩擦力沿斜面向上，设加速度大小为

，则：


      

  （2分）
设物块速度从v₁减小到零位移为s₂，则：

            （1分）
根据题意：

  由以上各式可解得：

   （2分）
（3）为使物块恰好滑到顶端所需时间最短，物块所受摩擦力必须始终沿斜面向上，加速度大小为

，皮带速度

     （1分）
设所用时间为t ，由

 得

   （2分）


      

         （1分）


                   （1分）

解析

略

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，光滑水平面上静止一质量为M=0.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。