题目内容

把一质量为m=0.2kg的小球放在高度h=5.0m的直杆的顶端,如图所示,一颗质量m′=0.01kg的子弹以V0=500m/s的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆的距离S1=20m.求子弹落地处离杆的距离S2
分析:小球被击穿后做平抛运动,根据高度与水平距离求出子弹击穿小球后的速度.子弹击穿小球的过程,遵守动量守恒,根据动量守恒定律求出击穿后子弹的速度,再由平抛运动的规律求出子弹落地点距杆的水平距离S2
解答:解:球被击中后做平抛运动,
平抛的时间为 t=
2h
g
=
2×5
10
=1s
小球平抛的初速度为 V=
s1
t
=
20
1
s=20s,
由动量守恒定律得:m′V0=m′V0′+mV
即 0.01×500=0.01×V0′+0.2×20,
子弹的速度为 V0′=100m/s
子弹落地处离杆的距离 S2=100×1=100m.
答:子弹落地处离杆的距离为100m.
点评:子弹射击物体过程,基本规律是动量守恒和能量守恒.本题是动量守恒与平抛运动的综合,常规题.
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