解题思路:(1)子弹击中物块A的过程中,子弹与物块A的总动量守恒,运用动量守恒定律求解即可.(2)物块A停下后,要保证其不再滑动,弹簧的拉力至多等于物块A受到的最大静摩擦力.根据牛顿第二定律求解.(3)物块A停下后,物块B将做简谐运动,且当它处于平衡位置时,速度最大,根据功能关系求解.
(1)可以认为子弹击中物块A的过程中,子弹与物块A的动量守恒:mv0=(m+4m)v ①
可得子弹击中物块A后的瞬时,物块A的速度为:v=
v0
5②
(2)物块A停下后,要保证其不再滑动,弹簧的拉力至多等于物块A受到的最大静摩擦力
T=fmax=μ(m+4m)g=5μmg③
因此可得物块B加速度的上限为:amax=
fmax−2mg
2m=(
5μ
2−1)g④
(3)物块A停下后,物块B将做简谐运动,且当它处于平衡位置时,速度最大,而此时,弹簧的长度正好与初始时刻相同,即弹簧的弹性势能与初始时刻相等.由功能关系:
[1/2×2m
v2max]=2mgs-μ(m+4m)gs+[1/2](m+4m)v2⑤
可解得物块A停下后,物块B的最大速度vmax=
(2−5μ)gs+
v20
10 ⑥
答:
(1)子弹击中物块A后的瞬时,物块A的速度为
v0
5.
(2)物块A停下后,物块B加速度的最大值应为([5μ/2]-1)g.
(3)物块A停下后,物块B的最大速度为
(2−5μ)gs+
v20
10.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律;机械能守恒定律.
考点点评: 解答本题要知道当A的速度等于零时,弹簧的拉力至多等于物块A受到的最大静摩擦力,把握住隐含的条件,能根据动量守恒、牛顿第二定律和功能关系列式求解.