题目内容
13.如图所示,用不可伸长的细线悬挂一质量为M=1kg的小木块,木块处于静止状态.现有一质量为m=0.01kg的子弹以初速度v0=300m/s自左方水平地射穿木块,木块上升的最大高度h=0.2m,求:①子弹射出木块时的速度v;
②若子弹射穿木块的时间为△t=0.02s,子弹对木块的平均作用力F大小为多少?
分析 ①木块上摆过程机械能守恒,应用机械能守恒定律可以求出子弹射穿木块后木块的速度,子弹射穿木块过程系统动量守恒,应用动量守恒定律可以求出子弹的速度v;
②对木块,应用动量定理可以求出力F的大小.
解答 解:①设子弹射穿木块后木块获得速度为v′.
木块上摆过程,只有重力做功,其机械能守恒,由机械能守恒定律得:
$\frac{1}{2}$Mv′2=Mgh,
子弹射穿木块过程系统的动量守恒,以水平向右为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=mv+Mv′,
联立并代入数据解得:v′=2m/s,v=100m/s;
②以木块为研究对象,由动量定理可得:F△t=Mv′,
代入数据解得:F=100N;
答:
①子弹射出木块时的速度v为100m/s;
②若子弹射穿木块的时间为△t=0.02s,子弹对木块的平均作用力F大小为100N.
点评 本题要分析清楚物体运动过程是解题的关键,应用动量守恒定律、机械能守恒定律、动量定理可以解题;解题时注意正方向的选择.
练习册系列答案
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