Question

【题目】如图所示，一颗质量为m=0.1kg的子弹以v0=50m/s的水平速度打入静止在光滑水平面上质量为M=0.9kg的木块中，并随木块一起沿半径R=m光滑半圆轨道AB运动到最高点B，然后又落回地面。（g取10 m/s2，可把木块与子弹视为质点）

（1）木块经轨道最高处B点时，对轨道的压力多大。

（2）木块落回水平面时，落地点距A点的距离。

Answer 1

【答案】（1）木块对轨道的压力为61.1N；（2）X=1.2m

【解析】

（1）以子弹与木块组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向。设碰完后共同速度为v1 则有：

mv0=(m+M)v1

得v1=5m/s

对系统从A-B的过程应用动能定理，设在B点的速度为v2 则有

得=4m/s

对系统在最高点B进行受力分析，应用牛顿第二定律则有：

得=61.1N （或550/9N）

由牛顿第三定律可知木块对轨道的压力为61.1N

（2）设木块平抛运动到地面的时间为t,由平抛运动的知识有

得X=1.2m