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在固定的光滑水平杆（杆足够长）上，套有一个质量为m=0.5kg的光滑金属圆环．一根长为L=1m的轻绳，一端拴在环上，另一端系着一个质量为M=2kg的木块，如图所示．现有一质量为m0=2
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
在固定的光滑水平杆（杆足够长）上，套有一个质量为m=0.5kg的光滑金属圆环．一根长为L=1m的轻绳，一端拴在环上，另一端系着一个质量为M=2kg的木块，如图所示．现有一质量为m
0
=20g的子弹以v
0
=1000m/s的水平速度射穿木块，子弹穿出木块后的速度为u=200m/s （不计空气阻力和子弹与木块作用的时间），试问：
（1）当子弹射穿木块后，木块向右摆动的最大高度为多大？
（2）当木块第一次返回到最低点时，木块的速度是多大？
（3）当木块第一次返回到最低点时，水平杆对环的作用力是多大？
◎ 答案
（1）设子弹从木块中穿出时木块的速度为v
1
在子弹与木块的相互作用的过程中两者动量守恒：
m
0
v
0
=m
0
u+Mv
1
解之得：v
1
=8m/s
在木块与圆环一起向右运动的过程中，两者满足水平方向动量守恒，机械能守恒；
Mv
1
（M+m）v
2
1
2
Mv
1
2
=
1
2
（M+m）v
2
2
+Mgh，
解得：h=0.64m；
（2）木块从最高点返回最低点的过程中，由水平方向动量守恒、机械能守恒得：
（M+m）v
2
=mv
3
+mv
4
1
2
（M+m）v
2
2+Mgh=
1
2
mv
3
2
+
1
2
Mv
4
2
，
解得：v
3
=12.8m/s，v
4
=4.8m/s
v
3
=0，v
4
=8m/s（舍去）
（3）第一次返回到最低点时，木块的速度
v
4
=4.8m/s，圆环的速度v
3
=12.8m/s，
绳子拉力 T
1
-Mg=M
(
v
4
-v
3
)
2
L
解得：T
1
=148N
对小环：N
1
=T
1
+mg=153N
答：（1）当子弹射穿木块后，木块向右摆动的最大高度为0.64m
（2）当木块第一次返回到最低点时，木块的速度是4.8m/s
（3）当木块第一次返回到最低点时，水平杆对环的作用力是153N
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“在固定的光滑水平杆（杆足够长）上，套有一个质量为m=0.5kg的光滑金属圆环．一根长为L=1m的轻绳，一端拴在环上，另一端系着一个质量为M=2kg的木块，如图所示．现有一质量为m0=2…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】，【动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/369235.html
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