细线下吊着一个静止的质量为m2的沙袋,构成一个单摆,摆长为l.一颗质量为m1的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中,随沙袋一起摆动.已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ,(不计空气阻力)求:(1)子弹射入沙袋前的速度; (2)若设子弹射入沙袋前的速度为v1,则整个过程中系统损失的机械能是多少?
问题描述:
细线下吊着一个静止的质量为m2的沙袋,构成一个单摆,摆长为l.一颗质量为m1的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中,随沙袋一起摆动.已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ,(不计空气阻力)求:
(1)子弹射入沙袋前的速度;
(2)若设子弹射入沙袋前的速度为v1,则整个过程中系统损失的机械能是多少?
答
知识点:本题是一道力学综合题,分析清楚物理过程,应用机械能守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题.
(1)子弹射入沙袋后,与沙袋一起从最低位置摆至最高位置的过程中,机械能守恒.由机械能守恒定律可得:12(m1+m2)v共2=(m1+m2)gl(1-cosθ),解得:v共=2gl(1-cosθ);子弹射入沙袋过程系统动量守恒,以 子弹的...
答案解析:(1)沙袋与子弹一起摆动的过程中,细线的拉力不做功,其机械能守恒,由机械能守恒定律可以求出子弹射入沙袋瞬间的速度.子弹击中沙袋的过程中系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出子弹击中沙袋前的速度.
(2)由能量守恒定律可以求出系统损失的机械能.
考试点:动量守恒定律;功能关系.
知识点:本题是一道力学综合题,分析清楚物理过程,应用机械能守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题.