Question

1．如圖所示，質量m_B=2kg的平板車B上表面水平，開始時靜止在光滑水平面上，在平板車左端靜止著一質量m_A=2kg的物塊A，一顆質量m₀=0.01kg的子彈v₀=600m/s的水平初速度瞬間射穿A后，速度變?yōu)関₁=200m/s．由于A與B間摩擦力作用使A與B最終到達相對靜止．則整個過程中A、B組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生熱量為多少？

Answer 1

分析 子彈射穿物塊A的過程、A與B相互作用過程系統(tǒng)定律守恒，應用動量守恒定律求出物體的速度，然后應用能量守恒定律可以求出產(chǎn)生的熱量．

解答 解：對于子彈、物塊A相互作用過程系統(tǒng)動量守恒，以子彈的初速度方向為正方向，
由動量守恒定律得：m₀v₀=m₀v₁+m_Av_A，代入數(shù)據(jù)解得：v_A=2m/s，
對于A、B相互作用過程中，以A的初速度方向為正方向，
由動量守恒定律得：m_Av_A=（m_A+m_B）v，代入數(shù)據(jù)解得：v=$\frac{2×2}{2+2}$=1m/s，
A、B系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量等于A、B系統(tǒng)損失的動能，
由能量守恒定律得：△E=$\frac{1}{2}$m_Av_A²-$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）v²，
代入數(shù)據(jù)解得：△E=2J；
答：整個過程中A、B組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生熱量為2J．

點評 本題考查了動量守恒定律的應用，分析清楚物體運動過程，應用動量守恒定律與能量守恒定律即可解題．