Question

【题目】如图所示，用长l=0. 5m的细线悬挂质量M=990g的木块，静止悬挂在天花板上的O点。一颗质量m=10g的子弹以水平速度v0=200m/s射入木块，瞬间留在木块中，接着和木块共同上摆。取g=10m/s2。求：

（1）子弹射入木块后瞬间它们共同速度的大小v：

（2）子弹射入木块后瞬间，细线施加的拉力大小T；

（3）木块向右摆动的最大摆角θ。

Answer 1

【答案】（1）2m/s, （2）18N （3） 53°（或cosθ=0.6）

【解析】

（1）子弹射入木块过程中，子弹与木块系统水平方向不受外力，系统动量守恒，有

mv0=（m+M）v

解得v=2m/s

（2）子弹射入木块后瞬间，重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有

T（M+m）g=（M+m）

解得T=18N

即子弹射穿木块后的瞬间，木块所受细绳的拉力T为18N.

（3）子弹射入木块后，木块受重力和拉力，只有重力做功，机械能守恒，有

解得cosθ=0.6，θ=53°