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。
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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)
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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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