(2012?廣東模擬)用不可伸長的細線懸掛一質量為M的小木塊,木塊靜止,如圖所示.現(xiàn)有一質量為m的子彈自左方水平地射向木塊并停留在木塊中,子彈初速度為v0,求:
(1)子彈射入木塊瞬間子彈和木塊的速度大。
(2)子彈與木塊上升的最大高度.
分析:(1)子彈射入木塊過程,由于時間極短,子彈與木塊間的內(nèi)力遠大于系統(tǒng)外力,故可由動量守恒定律列式求解;
(2)子彈和木塊系統(tǒng)由于慣性繼續(xù)上升,由于繩子的拉力不做功,只有重力做功,故系統(tǒng)機械能守恒,也可以運用動能定理求解.
解答:解:(1)子彈射入木塊瞬間系統(tǒng)動量守恒
mv0=(M+m)v  
解得      v=
mv0
M+m

即子彈射入木塊瞬間子彈和木塊的速度大小為
mv0
M+m

(2)子彈和木塊一起上升過程中,只有重力做功,機械能守恒
1
2
(M+m)v2=(M+m)gh
 
 解得      h=
m2
v
2
0
2(M+m)2g

即子彈與木塊上升的最大高度為
m2
v
2
0
2(M+m)2g
點評:子彈射木塊是一種常見的物理模型,由于時間極短,內(nèi)力遠大于外力,故動量守恒;系統(tǒng)接下來的運動是擺動,也是一種常見的物理模型,機械能守恒,當然,能用機械能守恒定律解的題通常都能用動能定理解決!
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