在固定的光滑水平桿(桿足夠長(zhǎng))上,套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5 kg的光滑金屬圓環(huán).一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=1 m的輕繩,一端拴在環(huán)上,另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=2 kg 的木塊,如圖所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20 g的子彈以v0=1 000 m/s的水平速度射穿木塊,子彈穿出木塊后的速度為u=200 m/s(不計(jì)空氣阻力和子彈與木塊作用的時(shí)間),試問:

(1)當(dāng)子彈射穿木塊后,木塊向右擺動(dòng)的最大高度為多大?

(2)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),木塊的速度是多大?

(3)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),水平桿對(duì)環(huán)的作用力是多大?

解析:(1)設(shè)子彈從木塊中穿出時(shí)木塊的速度為v1

在子彈與木塊的相互作用過程中兩者動(dòng)量守恒:

m0v0=m0u+Mv1                                                       

解之得:v1=8 m/s                                                       

在木塊與圓環(huán)一起向右運(yùn)動(dòng)的過程中,兩者滿足水平方向動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒:

Mv1=(M+m)v2                                                      

Mv12=(M+m)v22+Mgh                                                

解得:h=0.64 m.                                                        

(2)木塊從最高點(diǎn)返回最低點(diǎn)的過程中,由水平方向動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒得:(M+m)v2=mv3+Mv4                                                            

(M+m)v22+Mgh=mv32+Mv42                                        

解得:v3=12.8 m/s(1分)  v4=4.8 m/s

v3=0  v4=8 m/s(舍去).

(3)第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),木塊的速度v4=4.8 m/s,圓環(huán)的速度v3=12.8 m/s

繩子拉力T1-Mg=M                                            

解得:T1=148 N                                                          

對(duì)小環(huán):N1=T1+mg=153 N.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在固定的光滑水平桿(桿足夠長(zhǎng))上,套有一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的光滑金屬圓環(huán),
一長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的輕繩,一端拴在環(huán)上,另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的木塊,如圖所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20g的子彈以V0=1000m/s的水平速度射穿木塊,子彈穿出木塊后的速度為u=200m/s(不計(jì)空氣阻力和子彈與木塊作用的時(shí)間),試問:
(1)當(dāng)子彈射穿木塊后,木塊向右擺動(dòng)的最大高度為多大?
(2)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),木塊的速度是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?商丘三模)如圖所示,在固定的光滑水平桿(桿足夠長(zhǎng))上,套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的光滑金屬圓環(huán),輕繩一端拴在環(huán)上,另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=1.98kg的木塊,現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20g的子彈以v0=100m/s的水平速度射入木塊并留在木塊中(不計(jì)空氣阻力和子彈與木塊作用的時(shí)間,g取10m/s2),求:
①圓環(huán)、木塊和子彈這個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能;
②木塊所能達(dá)到的最大高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在固定的光滑水平桿(桿足夠長(zhǎng))上,套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的光滑金屬圓環(huán).一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的輕繩,一端拴在環(huán)上,另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的木塊,如圖所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20g的子彈以v0=1000m/s的水平速度射穿木塊,子彈穿出木塊后的速度為u=200m/s (不計(jì)空氣阻力和子彈與木塊作用的時(shí)間),試問:
(1)當(dāng)子彈射穿木塊后,木塊向右擺動(dòng)的最大高度為多大?
(2)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),木塊的速度是多大?
(3)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),水平桿對(duì)環(huán)的作用力是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

在固定的光滑水平桿(桿足夠長(zhǎng))上,套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5 kg的光滑金屬圓環(huán).一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=1 m的輕繩,一端拴在環(huán)上,另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=2 kg的木塊,如圖4-3-14所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20 g的子彈以v0=1 000 m/s的水平速度射穿木塊,子彈穿出木塊后的速度為v=200 m/s(不計(jì)空氣阻力和子彈與木塊作用的時(shí)間),試問:

圖4-3-14

(1)當(dāng)子彈射穿木塊后,木塊向右擺動(dòng)的最大高度為多大?

(2)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),木塊的速度是多大?

(3)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),水平桿對(duì)環(huán)的作用力是多大?

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