在固定的光滑水平杆(杆足够长)上,套有一个质量m=0.5kg的光滑金属圆环,

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  • 解题思路:(1)子弹射穿木块的过程遵守动量守恒,由动量守恒定律求出子弹穿出木块后木块的速度.木块与圆环一起向右摆动的过程中,系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒.当两者水平速度相同时向右摆到最大高度,由动量守恒和机械能守恒结合求解木块向右摆动的最大高度.

    (2)木块从最高点返回最低点的过程中,满足水平方向动量守恒和机械能守恒,再由两大守恒定律列方程求解木块第一次返回到最低点时的速度.

    (1)设子弹从木块穿过后木块获得的速度为v,根据动量守恒得

    m0v0=m0u+Mv

    代入解得v=8m/s

    木块与圆环一起向右摆动的过程中,由水平方向动量守恒和机械能守恒得

    Mv=(M+m)v1

    [1/2Mv2=

    1

    2(M+m)

    v21]+(M+m)h

    解得h=0.64m

    (3)整个过程,由水平方向动量守恒和机械能守恒得

    Mv=Mv2+mv3

    [1/2Mv2=

    1

    2M

    v22]+[1/2m

    v23]

    解得,v2=4.8m/s,v3=12.8m/s

    v2=8m/s,v3=0

    在木块摆动的过程中,圆环一直受水平向右的绳子的分力作用,速度一直增大,所以v3=0不可能,舍去.

    答:

    (1)当子弹射穿木块后,木块向右摆动的最大高度为0.64m.

    (2)当木块第一次返回到最低点时,木块的速度是4.8m/s.

    点评:

    本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

    考点点评: 本题是连接体机械能守恒和水平方向动量守恒问题,研究对象只能针对系统,对单个物体机械能不守恒.

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