题目内容
如图所示,水平面上OA部分粗糙,其他部分光滑.轻弹簧一端固定,另一端与质量为M的小滑块连接,开始时滑块静止在O点,弹簧处于原长.一质量为m的子弹以大小为v的速度水平向右射入滑块,并留在滑块中,子弹打击滑块的时间极短,可忽略不计.之后,滑块向右运动并通过A点,返回后恰好停在出发点O处.求:
(1)子弹打击滑块结束后的瞬间,滑块和子弹的共同速度大小;
(2)试简要说明滑块从O到A及从A到O两个过程中速度大小的变化情况,并计算滑块滑行过程中弹簧弹性势能的最大值;
(3)滑块停在O点后,另一颗质量也为m的子弹以另一速度水平向右射入滑块并停留在滑块中,此后滑块运动过程中仅两次经过O点,求第二颗子弹的入射速度u的大小范围.
答案:
解析:
解析:
解:(1)子弹打击滑块,满足动量守恒定律,设子弹射入滑块后滑块的速度为v1,则
① (4分) (2)从O到A滑块做加速度增大的减速运动,从A到O滑块可能做加速度增大的减速运动,或先做加速度减小的加速运动再做加速度增大的减速运动. 滑块向右到达最右端时,弹簧的弹性势能最大.设在OA段克服摩擦力做的功为Wf,与滑块的动摩擦因数为μ,弹性势能最大值为Ep,根据能量守恒定律: ② (2分) 由于滑块恰能返回到O点,返回过程中,根据能量守恒定律:
(3)设第二颗子弹射入滑块后滑块的速度为v2,由动量守恒定律得: (2分) 如果滑块第一次返回O点时停下,则滑块的运动情况同前,对该过程应用能量守恒定律:
⑥ ①②③④⑤⑥联立解得 如果滑块第三次返回O点时停下,对该过程由能量守恒:
①②③④⑥⑦联立解得
所以,滑块仅两次经过O点,第二颗子弹入射速度的大小范围在
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练习册系列答案
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如图所示,水平面上固定光滑的等腰直角三角形支架OAB,质量m的小环甲套在OA上,质量m的小环乙套在OB边上接近O点处,两环之间用长为L的轻绳连接. 两环整体的重心在绳子中点处,若将两小环从图示位置静止释放,下列说法中正确的是( )
A、两环整体重心的运动轨迹是以O为圆心,以R=
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B、两环总动能达到最大时,两环的速度大小都是v=
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C、小环甲向上运动过程中,绳子拉力对小环甲先做正功后做负功 | ||||||
D、小环乙向下运动过程中,小环乙重力的功率一直增大 |