题目内容
【题目】如图所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道,两轨道恰好相切于B点。质量为M的小木块静止在O点,一颗质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均看成质点)。
①求子弹射入木块前的速度。
②若每当小木块返回到O点或停止在O点时,立即有一颗相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?
【答案】(1)(2)
【解析】试题分析:(1)第一颗子弹射入木块的过程,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(m+M) v1
系统由O到C的运动过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:(m+M) v12=(m+M)gR
由以上两式解得:v0=
(2)由动量守恒定律可知,第2、4、6…颗子弹射入木块后,木块的速度为0,第1、3、5…颗子弹射入后,木块运动.当第9颗子弹射入木块时,以子弹初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:mv0=(9m+M) v9
设此后木块沿圆弧上升的最大高度为H,由机械能守恒得:(9m+M) v92=(9m+M)gH
由以上各式可得:H=R
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