Question

（12分）如图所示，质量为M=0.60kg的小砂箱，被长L=1.6m的细线悬于空中某点，现从左向右用弹簧枪向砂箱水平发射质量m=0.20kg，速度v₀=20m/s的弹丸，假设砂箱每次在最低点时，就恰好有一颗弹丸射入砂箱，并留在其中（g=10m/s²，不计空气阻力，弹丸与砂箱的相互作用时间极短）则：

（1）第一颗弹丸射入砂箱后，砂箱能否做完整的圆周运动？计算并说明理由。

（2）第二、第三颗弹丸射入砂箱并相对砂箱静止时，砂箱的速度分别为多大？

Answer 1

解析：射入第一颗子弹的过程中，根据动量守恒有：

得v₁=5m/s.

此后，砂箱和弹丸向上摆动的过程中，机械能守恒，有：

,

解得h=1.25m<1.6m,不能做完整圆周运动。

第二颗子弹射入过程中，由动量守恒定律，

解得：.

第三颗子弹射入过程中，

解得m/s.

解题指导：对于过程比较复杂的问题，一定要把每个过程的特征弄清楚，向本题而言，实际上每一次子弹打击过程，都是一次动量守恒的过程，但是，每次的系统和初始动量却并不一样，所以，认识清楚这个特点，仔细分析就会避免错误的出现。

错解分析：本题容易出错的在第二问，产生错误的原因在于前、后两次系统的组成及动量计算没有弄清楚，因此解不出来，或者出问题。