精英家教網(wǎng)在足夠長的光滑固定水平桿上，套有一個質(zhì)量為m=0.5kg的光滑圓環(huán)．一根長為L=lm的輕繩，一端拴在環(huán)上，另一端系著一個質(zhì)量為M=2kg的木塊，如圖所示．現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20g的子彈以v0=1000m/s的水平速度射入木塊，子彈穿出木塊時的速度為u=200m/s，子彈與木塊作用的時間極短，取g=10m/s2．求：當(dāng)子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度h．
分析：子彈射出木塊的過程中，子彈和木塊系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律求出子彈射出木塊后木塊的速度，然后木塊向左擺動，在擺動的同時，圓環(huán)向右滑動，木塊與圓環(huán)組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，上升最大高度時，水平方向上木塊與圓環(huán)具有相同的速度，結(jié)合動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律求出木塊向右擺動的最大高度．
解答：解：設(shè)子彈擊穿木塊時木塊的速度為v1，在子彈與木塊相互作用的過程中，由動量守恒得，
m0v0=m0u+Mv1，代入數(shù)據(jù)解得v1=8m/s．
在木塊與圓環(huán)一起向右運(yùn)動的過程中，由水平方向動量守恒，得
Mv1=（M+m）v2
由機(jī)械能守恒得，
1
2
Mv12=
1
2
(M+m)v22+Mgh
聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)解得h=0.64m．
答：當(dāng)子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度為0.64m．
點(diǎn)評：本題綜合考查了動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律，綜合性較強(qiáng)，對學(xué)生的能力要求較高，運(yùn)用動量守恒解題時，關(guān)鍵選擇好系統(tǒng)．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?惠州三模）如圖所示的軌道由半徑為R的1/4光滑圓弧軌道AB、豎直臺階BC、足夠長的光滑水平直軌道CD組成．小車的質(zhì)量為M，緊靠臺階BC且上水平表面與B點(diǎn)等高．一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊自圓弧頂端A點(diǎn)由靜止下滑，滑過圓弧的最低點(diǎn)B之后滑到小車上．已知M=4m，小車的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點(diǎn)，小車的上表面左端點(diǎn)P與Q點(diǎn)之間是粗糙的，滑塊與PQ之間表面的動摩擦因數(shù)為μ，Q點(diǎn)右側(cè)表面是光滑的．求：
（1）滑塊滑到B點(diǎn)的瞬間對圓弧軌道的壓力大�。�
（2）要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則小車上PQ之間的距離應(yīng)在什么范圍內(nèi)？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示的演示實(shí)驗(yàn)，擊打彈簧片，可觀察到得現(xiàn)象是
A、B兩球同時落地
A、B兩球同時落地
，說明
平拋運(yùn)動在豎直方向上是自由落體運(yùn)動
平拋運(yùn)動在豎直方向上是自由落體運(yùn)動
．
如圖2所示的演示實(shí)驗(yàn)，將兩個斜面固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與足夠長的光滑水平板連接，則他將觀察到的現(xiàn)象是
球1落到光滑水平板上并擊中球2
球1落到光滑水平板上并擊中球2
，這說明
平拋運(yùn)動在水平方向上是勻速直線運(yùn)動．
平拋運(yùn)動在水平方向上是勻速直線運(yùn)動．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個質(zhì)量m=0.04kg、電量q=+2×10-4c的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球與彈簧接觸但不栓接．某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺右端A點(diǎn)飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點(diǎn)，并沿軌道滑下．已知AB的豎直高度h=0.45m，傾斜軌道與水平方向夾角為α=37°、傾斜軌道長為L=2.0m，帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)μ=0.5．傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點(diǎn)沒有能量損失，所有軌道都絕緣，運(yùn)動過程小球的電量保持不變．只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)E=2.0×103V/m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：
（1）被釋放前彈簧的彈性勢能？
（2）要使小球不離開軌道（水平軌道足夠長），豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件？
（3）如果豎直圓弧軌道的半徑R=0.9m，小球進(jìn)入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點(diǎn)P？
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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年四川省高三上期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

(19分)如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個質(zhì)量、電量的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺右端A點(diǎn)飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點(diǎn)，并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度，傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長為，帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點(diǎn)沒有能量損失，所有軌道都絕緣，運(yùn)動過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)。（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：

（1）被釋放前彈簧的彈性勢能？

（2）要使小球不離開軌道（水平軌道足夠長），豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件？

（3）如果豎直圓弧軌道的半徑，小球進(jìn)入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點(diǎn)P？

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個質(zhì)量、電量的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺右端A點(diǎn)飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點(diǎn)，并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度，傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長為，帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點(diǎn)沒有能量損失，所有軌道都絕緣，運(yùn)動過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)。（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：

（1）被釋放前彈簧的彈性勢能？

（2）要使小球不離開軌道（水平軌道足夠長），豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件？

（3）如果豎直圓弧軌道的半徑，小球進(jìn)入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點(diǎn)P？

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