如图所示,质量为M的木质小球(可看作质点)用长为L的细绳悬挂于O点,并保持静止.现有一颗质量为m的子弹,以水平初速v0射

如图所示,质量为M的木质小球(可看作质点)用长为L的细绳悬挂于O点,并保持静止.现有一颗质量为m的子弹,以水平初速v0射入木球而未穿出.为了使子弹射入木球后,木球能在竖直平面内做完整的圆周运动,子弹的初速度v0的大小应满足什么条件?(不计空气阻力)
anirbas 1年前 已收到1个回答 举报

321w2 幼苗

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解题思路:根据动量守恒定律求出相互作用结束后的瞬间,它们共同速度的大小.
根据牛顿第二定律求出在最高点的最小速度,再根据机械能守恒定律求出子弹与木球在最低点的最小速度,最后通过动量守恒定律求出子弹的最小初速度.

子弹和木球在水平方向上动量守恒
mv0=(M+m)vA
子弹和木球一起做圆周运动,由A运动到B的过程中机械能守恒,有:
[1/2](M+m)vB2+(M+m)g×2L=[1/2](M+m)vA2
根据牛顿第二定律在B点有:(M+m)

v2B
L≥(M+m)g
解得v0
M+m
m
5gL
答:木球能在竖直平面内做完整的圆周运动,子弹的初速度v0的大小应满足v0
M+m
m
5gL.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

考点点评: 本题综合考查了动量守恒定律、机械能守恒定律以及牛顿第二定律,关键理清整个运动过程,分两种情况进行讨论求解.

1年前

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