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如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.3 kg的木块(可视为质点),在木块正上方1 m处有一个固定悬点O,在悬点O和木块之间用一根长为2 m的不可伸长的轻绳连接.有一个质量m=0.1 kg的子弹以80 m/s的速度水平射入木块并留在其中,之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动.g取10 m/s2.求:

(1)木块以多大速度离开水平地面?

(2)当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力多大?

(1)10 m/s  (2)4 N


解析:

(1)设子弹打入木块后共同速度为v,木块离开水平地面速度为v1,由动量守恒定律mv0=(m+M)v

带入数值得v=20 m/s

木块离开地面时沿绳方向速度瞬间减为零,只有垂直绳的速度v1=vcos60°=10 m/s

即木块离开地面的速度为10 m/s.

(2)木块从离开水平桌面到最高点系统机械能守恒,到最高点时速度为v3,绳子对木块的拉力为F,由机械能守恒定律和牛顿定律有

(M+m)v32-(M+m)v12=-(M+m)g

F+(M+m)g=(M+m)

联立解得F=4 N.

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如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,用不可伸长的轻绳穿过小孔,绳的两端分别挂上小球C和物体B,在B的下端再挂一重物A,现使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时圆周运动的半径为R,现剪断连接A、B的绳子,稳定后,小球以另一半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(  )

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如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,用不可伸长的轻绳穿过小孔,绳的两端分别栓上一小球C和一物体B,在B的下端再悬挂一重物A,现使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时,圆周运动半径为R.现剪断连接AB的绳子,稳定后,小球以另一半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(  )

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(09年广大附中模拟) 如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,用不可伸长的轻绳穿过小孔,绳的两端分别挂上小球C和物体B,在B的下端再挂一重物A,现使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时圆周运动的半径为R,现剪断连接A、B的绳子,稳定后,小球以另一半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(     )

A.小球运动半周,剪断连接A、B的绳子前受到的冲量大些

B.剪断连接A、B的绳子后,B、C的机械能增加

C.剪断连接A、B的绳子后,C的机械能不变

D.剪断连接A、B的绳子后,A、B、C的总机械能不变(A未落地前)

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如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,用不可伸长的轻绳穿过小孔,绳的两端分别挂上小球C和物体B,在B的下端再挂一重物A,现使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时圆周运动的半径为R,现剪断连接A、B的绳子,稳定后,小球以另一半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )

A.小球运动半周,剪断连接A、B的绳子前受到的冲量大些
B.剪断连接A、B的绳子后,B、C的机械能增加
C.剪断连接A、B的绳子后,C的机械能不变
D.剪断连接A、B的绳子后,A、B、C的总机械能不变(A未落地前)

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