Question

【題目】利用沖擊擺測量速度的實(shí)驗(yàn)，可以簡化為圖示模型，一質(zhì)量M＝0.8 kg的小木塊，用長L＝0.8 m的細(xì)繩懸掛在天花板上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。一質(zhì)量m＝0.2 kg的小球以某一水平速度射向木塊，小球與木塊相互作用時間極短，并嵌在木塊里，測得小球與木塊上升最大高度為0.2 m，小球、小木塊的大小與繩長相比可以忽略，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g＝10 m/s2。求：

（1）小球與木塊共速瞬時，小球和木塊共同速度v的大小；

（2）小球和木塊一起擺動過程中，細(xì)線受到的最大拉力T的大��；

（3）小球射入木塊的速度v0大小。

Answer 1

【答案】（1）2 m/s （2）15 N （3）10 m/s

【解析】

(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：

解得

(2)小球與木塊共速時，細(xì)繩受到的拉力最大，設(shè)為T′，選木塊和小球?yàn)檠芯繉ο?/span>

由牛頓第二定律得：

根據(jù)牛頓第三定律：T＝T′

解得

(3)根據(jù)動量守恒定律得

解得