一根轻绳长L=1.6m,一端系在固定支架上,另一端悬挂一个质量为M=1kg的沙箱A,沙箱处于静止.质量为m=10g的子弹B以水平速度v0=500m/s射入沙箱,其后以水平速度v=100m/s从沙箱

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一根轻绳长L=1.6m,一端系在固定支架上,另一端悬挂一个质量为M=1kg的沙箱A,沙箱处于静止.质量为m=10g的子弹B以水平速度v0=500m/s射入沙箱,其后以水平速度v=100m/s从沙箱穿出(子弹与沙箱相互作用时间极短).g=10m/s2.求:
(1)子弹射出沙箱瞬间,沙箱的速度u的大小;
(2)沙箱和子弹作为一个系统共同损失的机械能E
(3)沙箱摆动后能上升的最大高度h;
(4)沙箱从最高点返回到最低点时,绳对箱的拉力F的大小.
魔方格

◎ 答案

(1)子弹穿过沙箱的过程中动量守恒,据此有:
mv0=Mu+mv,代入数据求得:μ=4m/s.
故沙箱的速度为4m/s.
(2)根据功能关系,系统损失的机械能为:
△E=
1
2
m
v20
-
1
2
mv2-
1
2
Mu2
,代入数据得:△E=1192J.
故系统损失的机械能为1192J.
(3)沙箱摆动过程中,机械能守恒,所以有:Mgh=
1
2
Mu2
,解得:h=0.8m.
故沙箱摆动后能上升的最大高度h=0.8m.
(4)根据机械能守恒可知,当沙箱返回到最低点时,速度大小仍为u=4m/s,因此有:
F-Mg=M
u2
L
,所以解得:F=20N.
故沙箱从最高点返回到最低点时,绳对箱的拉力F的大小为20N.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一根轻绳长L=1.6m,一端系在固定支架上,另一端悬挂一个质量为M=1kg的沙箱A,沙箱处于静止.质量为m=10g的子弹B以水平速度v0=500m/s射入沙箱,其后以水平速度v=100m/s从沙箱…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【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。

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