如图所示,在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动.一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点,并随木杆一起转动.已知木杆质量为M,长度为L;子弹质量为m,点P到点O的距离为x.忽略木杆与水平面间的摩擦.设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为ω.下面给出ω的四个表达式中只有一个是合理的.根据你的判断,ω的合理表达式应为A.ω=B.ω=C.ω=D.ω=
网友回答
C
解析分析:子弹和棒组成的系统打击前后所受的外力为零.因此系统对任意一定轴的合力矩为零,系统角动量守恒.根据系统角动量守恒求出子弹击中木杆后绕点O转动的角速度ω.
解答:解;由题意可知,因子弹打击时间极短,棒在打击过程中位置可以看做不变,子弹和棒组成的系统打击前后所受的外力为零.因此系统对任意一定轴的合力矩为零,系统角动量守恒.设杆开始转动的转动惯量为j杆.
mxv0=j杆ω
则
得:ω=.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
点评:这个问题超出了高中的物理知识,可以采取系统角动量守恒进行求解.