题目内容
2.(1)木块在C点时的速度vC;
(2)射入木块前瞬间,子弹的速度v0的大小;
(3)木块离开C点后落在水平轨道上某处的D点(图中未画出),求BD的距离x.
分析 (1)木块到达C点时,由重力和轨道的弹力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求解木块在C点时的速度vC.
(2)子弹射入木块过程,系统的动量守恒.共同体从B到C的过程,只有重力做功,其机械能守恒.根据动量守恒定律和机械能守恒定律列方程求解射入木块前子弹的速度大小.
(3)木块离开C点后做平抛运动,根据高度求出平抛运动的时间,结合C点的速度求出落地点D与B点的距离x.
解答 解:(1)木块到达C点时,由重力和轨道的弹力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
(M+m)g+N=(M+m)$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
又 N=(M+m)g;
解得:vc=$\sqrt{2gR}$
(2)子弹射入木块的过程,设共同速度为v,取向右为正方向,根据动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v
共同体从B到C过程,由机械能守恒定律得:
$\frac{1}{2}$(M+m)v2=(M+m)g•2R+$\frac{1}{2}$(M+m)${v}_{C}^{2}$
联立解得:v0=$\frac{M+m}{m}$$\sqrt{6gR}$
(3)共同体离开C点后做平抛运动,则有:
2R=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$,所以 t=2$\sqrt{\frac{R}{g}}$
水平距离 x=vct=2$\sqrt{2}$R
答:
(1)木块在C点时的速度vC是$\sqrt{2gR}$.
(2)射入木块前瞬间,子弹的速度v0的大小是$\frac{M+m}{m}$$\sqrt{6gR}$;
(3)BD的距离x是2$\sqrt{2}$R.
点评 对于圆周运动,常常是机械能守恒定律或动能定理与牛顿定律的综合,要知道圆周运动向心力来源于指向圆心的合力.对于子弹射击木块过程,基本的规律是动量守恒,把握每个过程的物理规律是解决物理问题的关键.
| A. | 0-t时间内,甲的加速度小于乙的平均加速度 | |
| B. | 0-2t时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度 | |
| C. | t时刻两车再次相遇 | |
| D. | 在t-2t时间内的某时刻,两车再次相遇 |
| A. | 两波源的起振方向均为y轴正方向 | |
| B. | t=o时刻质点P、Q均沿y轴正方向运动 | |
| C. | t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到x=0.5m处 | |
| D. | t=1s时刻,质点M的位移为-4cm |
| A. | 查德威克通过a粒子轰击铍核的实验发现了中子 | |
| B. | 太阳内部进行的热核反应属于重核裂变 | |
| C. | 当铀块的体积小于临界体积就会发生链式反应,瞬时放出巨大能量 | |
| D. | 波尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象,说明波尔提出的原子定态概念是错误的 |
| A. | 0.04J | B. | 0.4J | C. | 4J | D. | 40J |
| A. | 万有引力定律中的引力常量由牛顿测定 | |
| B. | 库仑定律中的平方反比关系由库仑通过库仑扭称实验获得 | |
| C. | 亚里士多德最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因 | |
| D. | 安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力,首次揭示了电与磁的联系 |
| A. | Ea>Eb>Ec | B. | Ea=Eb=Ec | C. | ϕa-ϕb=ϕb-ϕc | D. | ϕa>ϕb>ϕc |