水平轨道AB,在B点处与半径R=300m的光滑弧形轨道BC相切,一个质量为M=0.99kg的木块静止于B处。现有一颗质量为m=10g的子弹以v0=500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出,如

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 单摆的周期/2022-11-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

水平轨道AB,在B点处与半径R=300m的光滑弧形轨道BC相切,一个质量为M=0.99kg的木块静止于B处。现有一颗质量为m=10g的子弹以v0=500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出,如图所示。已知木块与该水平轨道AB的动摩擦因数μ=0.5(cos5°=0.996,g取10m/s2)。试求:子弹射入木块后,木块需经多长时间停止?

◎ 答案

18.2s

◎ 解析

该题所描述的物理过程可划分为三个阶段:第一阶段为子弹与木块发生碰撞获得共同速度;第二阶段为子弹与木块一起在光滑圆弧形轨道上运动;第三阶段为子弹与木块又从B点开始在水平面AB上做匀减速运动。
要求子弹射入木块后木块的运动时间,关键是第二个阶段所经历时间的计算,只有子弹与木块在BC面运动的幅度较小,才可将该阶段的运动看成等效单摆的运动,现估算如下:


由<1>式得:v=5m/s

与本题条件比较可知θ=5°,故子弹与木块在BC面上的一个往返时间为等效单摆


故从子弹射入木块到它们停止共需经历18.2s。

◎ 知识点

    专家分析,试题“水平轨道AB,在B点处与半径R=300m的光滑弧形轨道BC相切,一个质量为M=0.99kg的木块静止于B处。现有一颗质量为m=10g的子弹以v0=500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出,如…”主要考查了你对  【单摆的周期】  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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