题目内容
如图所示,ABC是光滑轨道,其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆.一质量为M的小木块放在轨道水平部分,木块被水平飞来的质量为m的子弹射中,并滞留在木块中.若被击中的木块沿轨道能滑到最高点C,已知木块对C点的压力大小为(M+m)g,求:子弹射入木块前瞬间速度的大小.
试题分析:设子弹射入木块瞬间速度为v,射入木块后的速度为vB,到达C点
时的速度为vC。
子弹射入木块时,系统动量守恒,可得: ① (3分)
木块(含子弹)在BC段运动,满足机械能守恒条件,可得
② (4分)
木块(含子弹)在C点做圆周运动,设轨道对木块的弹力为T,
木块对轨道的压力为T′,可得:
③ (4分)
又:T =T′=(M+m)g ④
由①、②、③、④方程联立解得:
子弹射入木块前瞬间的速度: (2分)
点评:对于圆周运动,常常是机械能守恒定律或动能定理与牛顿定律的综合.子弹射击木块过程,基本的规律是动量守恒.
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