一道物理题急急急急
用一根绳子从固定点悬挂一个沙袋,开始时处于垂直位置,当一子弹从左方以速度v射入沙袋,陷在里面后一起摆动到θ角度后静止,a)设子弹质量m1=0.02kg,沙袋质量m2=10...
用一根绳子从固定点悬挂一个沙袋,开始时处于垂直位置,当一子弹从左方以速度v射入沙袋,陷在里面后一起摆动到θ角度后静止,a)设子弹质量m1=0.02kg,沙袋质量m2=10kg,v=1000m/s,绳长l=2m,计算θ值b)假如将沙袋换为一块钢,子弹做完全弹性碰撞后反弹回去,试再计算θ值c)上面两种情况下,当摆开始(处于垂直位置)摆动时,问绳子的张力各为多少?
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这道题主要考得是动量守恒,其次是机械能守恒,最后一问还要用到匀速圆周运动的公式
首先,不管是子弹打入沙袋还是碰到钢块后反弹,这个过程都符合起码在水平方向上是符合动量守恒的条件的(将子弹与物体看做一个系统,系统的内力远大于所受外力),于是就可以求出物体刚被子弹打击后得一瞬间,还没开始上升时所获得的速度,这个速度是求1.2.3问得关键。
第一问
设子弹陷入沙袋后,子弹与沙袋的共同速度为V1,最后摆动静止后上升高度H
由动量守恒定律有: m1V+0=(m1+m2)V1 ——①
由机械能守恒有: 1/2(m1+m2)V1^2=(m1+m2)gH ——②
由①②两式就可以求出H,然后cosΘ=(L—H)/L,由三角函数的反函数可以求出Θ。
第二问
设子弹反弹后的速度为V2,钢块获得的速度为V3,钢块最后摆动静止后上升高度H2
由动量守恒定律有: m1V+0=m2V3—m1V2 ——③
(不管你设哪边为正方向,切记V3要与V符号相同,V2要与V符号相反)
由机械能守恒有: 1/2m2V2^2=m2gH2 ——④
由③④两式就可以求出H2,然后cosΘ=(L—H2)/L,由三角函数的反函数可以求出Θ
第三问
虽然物体获得速度后丄摆不是匀速圆周运动,但是在物体开始(处于垂直位置)摆动时,这一瞬间,是符合匀速圆周运动的公式的
受力分析:物体在竖直方向上受向下的重力与向上的拉力,拉力与重力的合力做向心力
设两种情况绳子的张力分别为F1,F2
第一种情况:先由①求出V1
F1—(m1+m2)g=(m1+m2)V1^2/L 解出来求得F1
第二种情况:先由③求出V3
F2—m2g=m2V3^2/L 解出来求得F2
首先,不管是子弹打入沙袋还是碰到钢块后反弹,这个过程都符合起码在水平方向上是符合动量守恒的条件的(将子弹与物体看做一个系统,系统的内力远大于所受外力),于是就可以求出物体刚被子弹打击后得一瞬间,还没开始上升时所获得的速度,这个速度是求1.2.3问得关键。
第一问
设子弹陷入沙袋后,子弹与沙袋的共同速度为V1,最后摆动静止后上升高度H
由动量守恒定律有: m1V+0=(m1+m2)V1 ——①
由机械能守恒有: 1/2(m1+m2)V1^2=(m1+m2)gH ——②
由①②两式就可以求出H,然后cosΘ=(L—H)/L,由三角函数的反函数可以求出Θ。
第二问
设子弹反弹后的速度为V2,钢块获得的速度为V3,钢块最后摆动静止后上升高度H2
由动量守恒定律有: m1V+0=m2V3—m1V2 ——③
(不管你设哪边为正方向,切记V3要与V符号相同,V2要与V符号相反)
由机械能守恒有: 1/2m2V2^2=m2gH2 ——④
由③④两式就可以求出H2,然后cosΘ=(L—H2)/L,由三角函数的反函数可以求出Θ
第三问
虽然物体获得速度后丄摆不是匀速圆周运动,但是在物体开始(处于垂直位置)摆动时,这一瞬间,是符合匀速圆周运动的公式的
受力分析:物体在竖直方向上受向下的重力与向上的拉力,拉力与重力的合力做向心力
设两种情况绳子的张力分别为F1,F2
第一种情况:先由①求出V1
F1—(m1+m2)g=(m1+m2)V1^2/L 解出来求得F1
第二种情况:先由③求出V3
F2—m2g=m2V3^2/L 解出来求得F2
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解: (2)对碰撞时 有动量守恒得: M1*v=M1*V(子弹)+M2*V(钢) ……(1)
有能量守恒得:1/2M =1/2 M (子弹)+1/2M (钢) …(2)
对碰后 由机械能守恒得:1/2M (钢)= M gH……(3)
Cosθ=(L-H)/L ……(4)
解得:θ=?
V(钢)=?
刚开始摆动时:M v2(钢)/L=T- M g
得T=?
有能量守恒得:1/2M =1/2 M (子弹)+1/2M (钢) …(2)
对碰后 由机械能守恒得:1/2M (钢)= M gH……(3)
Cosθ=(L-H)/L ……(4)
解得:θ=?
V(钢)=?
刚开始摆动时:M v2(钢)/L=T- M g
得T=?
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