题目内容

(09年潮南区期末)(10分)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),在木块正上方处有一个固定悬点O,在悬点O和木块之间用一根长L=2m的不可伸长的轻绳连接。有一个质量的子弹以的速度水平射入木块并留在其中,后木块能运动到圆周的最高点,(g取10m/s2),求木块离开水平地面速度大小和木块到达最高点时轻绳对木块的拉力的大小。

 

解析:子弹打木块过程,由动量守恒定律,有

 

mVo=(M+m)V1    ①------------------------------------------------(2分)

 

在拉紧瞬间木块失去了沿绳方向的速度,则木块离开水平地面速度大小

 

V=V1sin     ②--------------------------------------------------------------(1分)

 

由几何关系,有sin          ③------------------------------------(1分)

 

由①②③式得木块离开水平地面速度大小V=10m/s------------------------(1分)

 

设木块在最高点速度为V,由牛顿第二定律,有

 

T+(M+m)g=(M+m)④---(2分)

 

木块离地以后运动到最高点的过程,由机械能守恒则定律,有

 

 ⑤-------------(2分)

 

由④⑤式可得木块到达最高点时轻绳对木块的拉力的大小

 

T=4N------------------------------------------------------------------(1分)

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