题目内容

如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.3kg的木块(可视为质点),在木块正上方1m处有一个固定悬点O,在悬点O和木块之间用一根长2m的不可伸长的轻绳连接.有一个质量m=0.1kg的子弹以80m/s的速度水平射入木块并留在其中,之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动.g取10m/s2.求

(1)

木块以多大速度离开水平地面?

(2)

当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力多大?

答案:
解析:

(1)

解:子弹打木块过程、满足动量守恒

mV0=(M+m)V1    ①

在拉紧瞬间木块失去了沿绳方向的速度

V=V1sin    ②

sin    ③

由①②③式得V=10m/s…………………4分

(2)

木块离地以后的运动满足机械能守恒则

    ④

T+(M+m)g=(M+m)    ⑤

由④⑤式可得

T=4N………………6分


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