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在足够长的光滑固定水平杆上,套有一个质量为m=0.5kg的光滑圆环.一根长为L=0.5m的轻绳,一端拴在环上,另一端系着一个质量为M=1kg的木块,如图所示.现有一质量为m0=0.01kg的子弹以v0=400m/s

题目详情
在足够长的光滑固定水平杆上,套有一个质量为m=0.5kg的光滑圆环.一根长为L=0.5m的轻绳,一端拴在环上,另一端系着一个质量为M=1kg的木块,如图所示.现有一质量为m0=0.01kg的子弹以v0=400m/s的速度水平向右射入木块,子弹穿出木块时的速度为v=100m/s,子弹与木块作用的时间极短,取g=10m/s2.求:
作业帮
①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度.
002
作业帮


▼优质解答
答案和解析
①木块和子弹组成的系统在相互作用过程中动量守恒,木块获得的速度为v',则有:m00v00=m00v+Mv'
解得:v'=3m/s…(1)
设子弹对木块的冲量为I,由动量定理可得:I=△P=Mv'-0…(2)
解得I=3N•s方向水平向右…(3)
②由题意可得,子弹射穿木块后圆环向右运动过程中,当木块从最高点运动到圆环正下方时,圆环速度最大.设此时木块和圆环的速度分别为v11和v22,木块与圆环组成的系统满足动量守恒和机械能守恒.Mv'=Mv11+mv22…(4)
1
2
Mv′2=
1
2
Mv12+
1
2
mv22…(5)
联立并代入数据解得:v2=4m/s…(6)
答:①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量是I=3N•s方向水平向右;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度是4m/s.
1
2
12111222Mv′2=
1
2
Mv12+
1
2
mv22…(5)
联立并代入数据解得:v2=4m/s…(6)
答:①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量是I=3N•s方向水平向右;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度是4m/s.
2=
1
2
12111222Mv12+
1
2
mv22…(5)
联立并代入数据解得:v2=4m/s…(6)
答:①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量是I=3N•s方向水平向右;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度是4m/s.
12+
1
2
mv22…(5)
联立并代入数据解得:v2=4m/s…(6)
答:①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量是I=3N•s方向水平向右;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度是4m/s.
2+
1
2
12111222mv22…(5)
联立并代入数据解得:v2=4m/s…(6)
答:①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量是I=3N•s方向水平向右;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度是4m/s.
22…(5)
联立并代入数据解得:v2=4m/s…(6)
答:①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量是I=3N•s方向水平向右;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度是4m/s.
2…(5)
联立并代入数据解得:v22=4m/s…(6)
答:①当子弹射穿木块时,子弹对木块的冲量是I=3N•s方向水平向右;
②当子弹射穿木块后,圆环向右运动的最大速度是4m/s.
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