Question

【急求】高中物理题（在线等）

注：全程光滑轨道，子弹未穿出物块
（1）物块到达D点的速度
（2）物块与子弹在D点对轨道的压力
（3）子弹打入物块前的速度

求解题过程和详细解释（就是说明为什么这样做），条件请看图
物块一开始静止

Answer 1

题目的条件给错了，如果想达到点D，则在点D的向心力最少是由重力提供，也就是轨道对其没有支持力，则(m+M)g=(m+M)V^2/R 代入数据得：V=2m/s
而按照题目的条件如下, 解得V=0.3m/s, 不足最低的2m/s.
从D点飞出时做的是平抛运动，平抛运动水平位移X=Vt, 下落高度h=gt^2/2 ，将X=1.2m，h=0.4*2=0.8m代入上式得：V=0.3m/s

所以我按照落地点与B点相距12m给你解题：
1.从D点飞出时做的是平抛运动，平抛运动水平位移X=Vt, 下落高度h=gt^2/2 ，将X=12m，h=0.4*2=0.8m代入上式得：V=3m/s
2.在点D，重力与支持力的合力提供向心力，则(m+M)g+F=(m+M)V^2/R 代入数据得 F=12.5N
3.由机械能守恒可得合体后在点B的机械能为点D的动能加上高为2R的重力势能：
(m+M)V^2/2+(m+M)gh=12.5J
根据动能计算公式(m+M)V1^2/2可得合体在点B的速度为V1=5m/s.
由于M初始状态为静止，所以其速度为0， 由动量守恒可得mV0 + 0 =(m+M)V1解得 V0=500m/s

不知道能看懂不？

追问

(m+M)V^2/2+(m+M)gh=12.5J。。。。。12.5J是怎么来的？

追答

物体从点B运动到点D，能量守恒，重力做负功，则在点B的动能减去物体上升2R高度时重力所做的功就是物体在点D的动能。 所以 反过来点B的动能，就是点D的动能加上重力做功的大小，正如公式所列， 其中h=2R=0.8，其他数据题目中都有，V是点的速度3m/s

Answer 2

（1）由s=vt=1.2m 2R=1/2gt^2可求答案
（2）(m+M)g-Fn=(M+m)v^2/R
（3）1/2(M+m)vb^2-1/2(M+m)vd^2=2(M+m)gR
这是依据 答案自己算

Answer 3

（1）设物块在D点的速度是 VD
物块离开D点后做平抛运动，设它在空中运动的时间是 t
则　S＝VD* t
2R＝g*t^2 / 2
得　VD＝S*根号[ g / (4R) ]＝1.2*根号[ 10 / (4*0.4)]＝3 m/s
（2）物块和子弹这个整体在D点受重力（M＋m）g、轨道对它的竖直向下的压力 F
由向心力公式　得　F向＝F＋（M＋m）g＝（M＋m）*VD^2 / R
F＝[ （M＋m）*VD^2 / R]－（M＋m）g＝[ （0.99＋0.01）*3^2 / 0.4]－（0.99＋0.01）*10＝12.5牛
由牛三知，它们对轨道的压力大小是12.5牛。
（3）物块原来在水平面应是静止的（否则缺少条件），设子弹打入木块前的速度是　V0，子弹刚打击结束时它们的共同速度是 V1
则在打击过程中，子弹和物块组成的系统动量守恒，
即　m*V0＝（M＋m）V1
V1＝m*V0 /（M＋m）
从打击结束到D点，系统机械能守恒，得
（M＋m）V1^2 / 2＝（M＋m）g*(2R)＋[ （M＋m）VD^2 / 2 ]

即　V1^2＝4gR＋VD^2
所以　[ m*V0 /（M＋m）]^2＝4gR＋VD^2
[ 0.01*V0 /（0.99＋0.01）]^2＝4*10*0.4＋3^2

得子弹打击物块前的速度是　V0＝500 m/s