Question

【题目】利用冲击摆测量速度的实验，可以简化为图示模型，一质量M＝0.8 kg的小木块，用长L＝0.8 m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量m＝0.2 kg的小球以某一水平速度射向木块，小球与木块相互作用时间极短，并嵌在木块里，测得小球与木块上升最大高度为0.2 m，小球、小木块的大小与绳长相比可以忽略，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2。求：

（1）小球与木块共速瞬时，小球和木块共同速度v的大小；

（2）小球和木块一起摆动过程中，细线受到的最大拉力T的大小；

（3）小球射入木块的速度v0大小。

Answer 1

【答案】（1）2 m/s （2）15 N （3）10 m/s

【解析】

(1)根据机械能守恒定律可得：

解得

(2)小球与木块共速时，细绳受到的拉力最大，设为T′，选木块和小球为研究对象

由牛顿第二定律得：

根据牛顿第三定律：T＝T′

解得

(3)根据动量守恒定律得

解得