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如图所示,一个冲击摆,它可以用来测量高速运动的子弹的速率.一质量m=10g的子弹,以一定水平速度射入冲击摆的木质摆锤中,冲击摆的摆锤上升至最大高度时摆线与竖直方向的夹角θ=60°
题目详情
如图所示,一个冲击摆,它可以用来测量高速运动的子弹的速率.一质量m=10g的子弹,以一定水平速度射入冲击摆的木质摆锤中,冲击摆的摆锤上升至最大高度时摆线与竖直方向的夹角θ=60°.设摆锤质量M=1kg,摆长L=0.9m,运动过程不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)子弹击中摆锤后两者的共同速度是多大?
(2)子弹的初速度是多大?
(1)子弹击中摆锤后两者的共同速度是多大?
(2)子弹的初速度是多大?
▼优质解答
答案和解析
(1)由题意,运动过程不计空气.阻力摆锤和子弹一起摆动上升的过程机械能守恒,则有:
(M+m)v共2=(m+M)gL(1−cosθ) …①
代入数据,解得:v共=3m/s …②
(2)以子弹和摆锤为系统,击打过程内力远远大于外力作用,系统在水平方向上动量守恒,则有:
mv0=(m+M)v共 …③
代入数据,解得:v0=303m/s…④
答:(1)子弹击中摆锤后两者的共同速度是3m/s.
(2)子弹的初速度是303m/s.
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代入数据,解得:v共=3m/s …②
(2)以子弹和摆锤为系统,击打过程内力远远大于外力作用,系统在水平方向上动量守恒,则有:
mv0=(m+M)v共 …③
代入数据,解得:v0=303m/s…④
答:(1)子弹击中摆锤后两者的共同速度是3m/s.
(2)子弹的初速度是303m/s.
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