Question

（2009?潮州一模）如图所示，在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.39kg的木块（可视为质点），在木块正上

（2009?潮州一模）如图所示，在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.39kg的木块（可视为质点），在木块正上方1m处有一个固定悬点O，在悬点O和木块之间连接一根长度为1m的轻绳（轻绳不可伸长）．有一颗质量为m=0.01kg的子弹以400m/s的速度水平射入木块并留在其中，随后木块开始绕O点在竖直平面内做圆周运动，g取10m/s2，求：（1）当木块刚离开水平面时的速度大小；（2）当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力．

Answer 1

（1）设子弹射入木块后共同速度为V，
由动量守恒定律可得：mv₀=（M+m）v，
v=

mv0

M+m

=

0.01×400

0.01+0.39

=10（m/s）；
（2）设木块在最高点速度为v₁，由机械能守恒得：

1

2

（M+m）v²=

1

2

（M+m）v₁²+（M+m）g×2L，
木块做圆周运动，在最高点，由牛顿定律得：
F+（M+m）g=（M+m）

v 2 1

L

，解得：F=20N．
答：（1）当木块刚离开水平面时的速度为10m/s．
（2）当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力为20N．