弹丸击中砂袋瞬间,系统水平方向不受外力,动量守恒。
设碰后弹丸和砂袋的共同速度为v
1,细绳长为L,根据动量守恒定律有
mv
0= (m+4m)v
1 --------------------------------------------------1(3分)
砂袋摆动过程中只有重力做功,机械能守恒,所以
----------------------------------------------2(1分)
设第二粒弹丸击中砂袋后弹丸和砂袋的共同速度为v
2同理有: mv
0-(m+4m)v
1= (m+5m)v
2 -----------------------3(3分)
-----------------------------4(1分)
联解上述方程得
-------------------------------------- 5(2分)
(说明:2和4式只要说到“砂袋的最大摆角两次都为θ,故v
1=v
2”的意思,即给分)本题考查动量守恒和机械能守恒的综合应用,在碰撞前后系统动量守恒,列式可求得末速度表达式,根据沙袋摆动过程中只有重力做功,机械能守恒,根据第二次弹丸击中砂袋后弹丸和砂袋中系统动量守恒和机械能守恒列式可求解