(2013?惠州二模)如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.39kg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和木块之间连接一根长度为1m的轻绳(轻绳不可伸长).有一颗质量为m=0.01kg的子弹以400m/s的速度水平射入木块并留在其中,随后木块开始绕O点在竖直平面内做圆周运动.g取10m/s2.
求(1)当木块刚离开水平面时的轻绳对木块的拉力多大?
(2)求子弹射入木块过程中损失的机械能
(3)要使木块能绕O点在竖直平面内做圆周运动,求子弹的射入的最小速度. 物理
网友回答
【答案】 (1)设子弹射入木块后共同速度为V,
由动量守恒定律可得:mv0=(M+m)v,
v=10(m/s)
T-(m+M)g=(m+M)v2l
解得:T=4+0.4×1001=44N
(2)△E=12mv02?12(M+m)v2=12×0.01×160000?12×0.4×100=780J
(3)要使木块能绕O点在竖直平面内做圆周运动,在最高点速度v′≥
【问题解析】
(1)以子弹与木块组成的系统为研究对象,在子弹击中木块的过程中,动量守恒,由动量守恒定律可以求出木块的速度,根据向心力公式求出拉力;(2)机械能的损失量等于子弹的初动能减去子弹和木块的末动能;(3)要使木块能绕O点在竖直平面内做圆周运动,木块在最高点的速度大于等于
【本题考点】
向心力;牛顿第二定律;功能关系. 考点点评 在子弹击中木块的过程中动量守恒而机械能不守恒,由动量守恒定律可以求出子弹与木块的共同速度.