题目内容
用长为L的细绳悬吊着一个小木块, 木块的质量为M, 一颗质量为m的子弹以水平速度v射入木块, 并留在木块中, 和木块一起做圆周运动, 为了保证子弹和小木块一起能在竖直平面内做圆运动, 子弹射入木块的初速度v的大小至少是多少?
解:在子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律可得:mv = (M+m)v1所以 v1= (2分)子弹和木块一起运动后,绳的拉力不做功,只有重力做功。它们从最低点运动到最高点的过程中,根据动能定理有: -(M+m)g×2L = - (3分) 为了保证子弹和木块一起能在竖直平面内做圆周运动,在最高点它们的速度不能为零。在最高点它们所受的向心力等于重力时速度最小。 (M+m)g=(M+m) (3分)由以上三个方程联立求解可得:v1 = 即:子弹射入木块的速度至少是 (2分)
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