精英家教網(wǎng)在足夠長的光滑固定水平桿上，套有一個質(zhì)量為m=0.5kg的光滑圓環(huán)．一根長為L=lm的輕繩，一端拴在環(huán)上，另一端系著一個質(zhì)量為M=2kg的木塊，如圖所示．現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20g的子彈以v0=1000m/s的水平速度射入木塊，子彈穿出木塊時的速度為u=200m/s，子彈與木塊作用的時間極短，取g=10m/s2．求：當子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度h．
分析：子彈射出木塊的過程中，子彈和木塊系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律求出子彈射出木塊后木塊的速度，然后木塊向左擺動，在擺動的同時，圓環(huán)向右滑動，木塊與圓環(huán)組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，上升最大高度時，水平方向上木塊與圓環(huán)具有相同的速度，結合動量守恒定律和機械能守恒定律求出木塊向右擺動的最大高度．
解答：解：設子彈擊穿木塊時木塊的速度為v1，在子彈與木塊相互作用的過程中，由動量守恒得，
m0v0=m0u+Mv1，代入數(shù)據(jù)解得v1=8m/s．
在木塊與圓環(huán)一起向右運動的過程中，由水平方向動量守恒，得
Mv1=（M+m）v2
由機械能守恒得，
1
2
Mv12=
1
2
(M+m)v22+Mgh
聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)解得h=0.64m．
答：當子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度為0.64m．
點評：本題綜合考查了動量守恒定律、機械能守恒定律，綜合性較強，對學生的能力要求較高，運用動量守恒解題時，關鍵選擇好系統(tǒng)．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?惠州三模）如圖所示的軌道由半徑為R的1/4光滑圓弧軌道AB、豎直臺階BC、足夠長的光滑水平直軌道CD組成．小車的質(zhì)量為M，緊靠臺階BC且上水平表面與B點等高．一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點的滑塊自圓弧頂端A點由靜止下滑，滑過圓弧的最低點B之后滑到小車上．已知M=4m，小車的上表面的右側固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點，小車的上表面左端點P與Q點之間是粗糙的，滑塊與PQ之間表面的動摩擦因數(shù)為μ，Q點右側表面是光滑的．求：
（1）滑塊滑到B點的瞬間對圓弧軌道的壓力大�。�
（2）要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則小車上PQ之間的距離應在什么范圍內(nèi)？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示的演示實驗，擊打彈簧片，可觀察到得現(xiàn)象是
A、B兩球同時落地
A、B兩球同時落地
，說明
平拋運動在豎直方向上是自由落體運動
平拋運動在豎直方向上是自由落體運動
．
如圖2所示的演示實驗，將兩個斜面固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與足夠長的光滑水平板連接，則他將觀察到的現(xiàn)象是
球1落到光滑水平板上并擊中球2
球1落到光滑水平板上并擊中球2
，這說明
平拋運動在水平方向上是勻速直線運動．
平拋運動在水平方向上是勻速直線運動．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個質(zhì)量m=0.04kg、電量q=+2×10-4c的可視為質(zhì)點的帶電小球與彈簧接觸但不栓接．某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺右端A點飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點，并沿軌道滑下．已知AB的豎直高度h=0.45m，傾斜軌道與水平方向夾角為α=37°、傾斜軌道長為L=2.0m，帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)μ=0.5．傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點沒有能量損失，所有軌道都絕緣，運動過程小球的電量保持不變．只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強電場中，場強E=2.0×103V/m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：
（1）被釋放前彈簧的彈性勢能？
（2）要使小球不離開軌道（水平軌道足夠長），豎直圓弧軌道的半徑應該滿足什么條件？
（3）如果豎直圓弧軌道的半徑R=0.9m，小球進入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點P？
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科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省高三上期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

(19分)如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個質(zhì)量、電量的可視為質(zhì)點的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺右端A點飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點，并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度，傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長為，帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點沒有能量損失，所有軌道都絕緣，運動過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強電場中，場強。（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：

（1）被釋放前彈簧的彈性勢能？

（2）要使小球不離開軌道（水平軌道足夠長），豎直圓弧軌道的半徑應該滿足什么條件？

（3）如果豎直圓弧軌道的半徑，小球進入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點P？

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個質(zhì)量、電量的可視為質(zhì)點的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺右端A點飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點，并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度，傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長為，帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點沒有能量損失，所有軌道都絕緣，運動過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強電場中，場強。（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：

（1）被釋放前彈簧的彈性勢能？

（2）要使小球不離開軌道（水平軌道足夠長），豎直圓弧軌道的半徑應該滿足什么條件？

（3）如果豎直圓弧軌道的半徑，小球進入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點P？

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