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如图所示,质量为M=0.99kg的滑块放在光滑的圆弧轨道的B端,质量m=0.01kg的子弹以速度=100m/s击中滑块,并留在其中,已知圆弧轨道AB的半径R=10m,求滑块从开始运动到返回B处所用时

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如图所示,质量为M=0.99kg的滑块放在光滑的圆弧轨道的B端,质量m=0.01kg的子弹以速度 =100m/s击中滑块,并留在其中,已知圆弧轨道AB的半径R=10m,求滑块从开始运动到返回B处所用时间t.(g取10m/ )
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答案和解析


如图所示,质量为M=0.99kg的滑块放在光滑的圆弧轨道的B端,质量m=0.01kg的子弹以速度 =100m/s击中滑块,并留在其中,已知圆弧轨道AB的半径R=10m,求滑块从开始运动到返回B处所用时间t.(g取10m/ )

3.14s


设滑块从开始运动到返回B所用的时间为t,子弹击中木块在水平方向上动量守恒,有:
        =(m+M)v
  可得  v= ×100m/s=1m/s,
  设子弹与木块可以上升的最大高度为h,根据机械能守恒定律,有:
       (M+m)gh= (m+M) ,得:h= =0.2m.
  由于h R,故小球运动可以等效为一单摆运动,R为等效摆长,根据T=2π 得:
       t= =3.14s.
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