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如圖所示，質(zhì)量M=0.9㎏的靶盒置于光滑水平導(dǎo)軌上，當(dāng)靶盒在O點時，不受水平力作用，每當(dāng)它離開O點時，便始終受到一個指向O點的大小F=40N的水平力作用．在P點處有一個固定的發(fā)射器，每次發(fā)射出一顆水平速度v₀=60m/s、質(zhì)量m=0.1㎏的子彈（子彈在空中運動時可以看作不受任何力作用），當(dāng)子彈打入靶盒后便留在盒內(nèi)，設(shè)開始時靶盒靜止在O點，且約定每當(dāng)靶盒停在或到達(dá)O點時，都有一顆子彈進入靶盒內(nèi)，靶盒在其他位置時沒有子彈進入
（1）當(dāng)?shù)谌�顆子彈進入靶盒后，靶盒離開O點的速度多大？
（2）前三顆子彈射入靶盒后，靶盒中產(chǎn)生的內(nèi)能多大？
（3）若發(fā)射器右端到靶盒左端的距離S=0.20m，問至少應(yīng)發(fā)射幾顆子彈后停止射擊，才能使靶盒在運動過程中不碰撞發(fā)射器？

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如圖大茶壺示，質(zhì)量為M=0.9kg的靶盒粒子位于光滑水平導(dǎo)軌上，當(dāng)靶盒在O點時，不受水平力作用，每當(dāng)它離開O點時，便受到一個指向O點的大小為F=40N的水平力作用。在P處有一固定的發(fā)射器，它可根據(jù)需要瞄準(zhǔn)靶盒，每次發(fā)射出一顆水平速度v₀=60m/s、質(zhì)量m=0.1kg的球形子彈（子彈在空中運動時可以看做不受任何力作用），當(dāng)子彈打入靶盒后便留在盒內(nèi)。設(shè)開始時靶盒靜止在O點，且約定每當(dāng)靶盒停在或到達(dá)O點時，都有一顆子彈進入靶盒內(nèi)。
①當(dāng)?shù)谌�顆子彈進入靶盒后，靶盒離開O點的速度多大？
②若發(fā)射器右端到靶盒左端的距離s=0.2m，問至少應(yīng)發(fā)射幾顆子彈后停止射擊，才能使靶盒來回運動而不碰撞發(fā)射器（靶盒足夠大）？

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一 選擇題

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

D

D

A

BC

ABC

ACD

BCD

AB

AC

ABD

二 實驗題

11．（1）BCD     （2）BCD

（3） g（M_AL_A-M_BL_B）        大于

三 計算題

12． 1）對A動能定理      2分

對B動能定理     2分

兩式解得          2分

2）對B繼續(xù)上升動能定理    2分

   解得     2分

13． 1）系統(tǒng)動量定理有     解得   4分

2）對m有      1分

 撤去F前         1分

 對m動能定理    2分

 對M動能定理          2分

兩者相對位移大小等于板長      

解得  2分

14．1）小孩進入軌道時，速度的豎直分量為   2分

合速度與水平方向夾角為，則      2分

兩式解得                           2分

2）小孩運動到最低點，高度下降    1分

機械能守恒定律有     2分

圓周運動有            1分  

三式解得     2分

15．1）每次子彈與靶盒作用的極短時間內(nèi)系統(tǒng)動量守恒，靶盒返回O點時速度等大反向，第偶數(shù)顆子彈射入后靶盒停止

第三顆子彈射入后靶盒速度為     2分

代入數(shù)據(jù)解得        2分

2）由系統(tǒng)的能量守恒有    3分

解得       2分

3）設(shè)第n顆子彈射入后靶盒的速度     2分

靶盒O點的最遠(yuǎn)距離為S  動能定理有   2分

靶盒與發(fā)射器不碰撞       2分

以上三式解得       

考慮到靶盒最終要運動，n必須是奇數(shù)。

所以，至少15顆子彈射入靶盒后，靶盒在運動的過程中不與發(fā)射器碰撞。  3分