一道物理题力学题质量为M的天车静
这道题的物理过程可以分解为几个状态:
1)当子弹进入沙包瞬间,与沙包同速向前水平运动;
2)由于沙包被天车上的细绳栓住,沙包将作摆动,而天车受到细绳的牵引也运动起来。
3)沙包处于来回摆动的状态,而天车处于一会儿加速运动一会儿减速运动(沙包摆动,细绳一会儿向前牵引天车(天车向前加速)一会儿又向后拖天车(注意:天车减速向前,但不是向后运动))注意:当沙包摆动到最高点时,天车,沙包,子弹的速度相同,无论是向前摆动到最高点还是向后摆动到最高点都是速度相同。
解:
1)沙包上升的最大高度
当子弹射入沙包瞬间,沙包和子弹速度是相同的,设为V1,而天车此瞬间是未动的。
根据动量定理,子弹射入沙包前...全部
这道题的物理过程可以分解为几个状态:
1)当子弹进入沙包瞬间,与沙包同速向前水平运动;
2)由于沙包被天车上的细绳栓住,沙包将作摆动,而天车受到细绳的牵引也运动起来。
3)沙包处于来回摆动的状态,而天车处于一会儿加速运动一会儿减速运动(沙包摆动,细绳一会儿向前牵引天车(天车向前加速)一会儿又向后拖天车(注意:天车减速向前,但不是向后运动))注意:当沙包摆动到最高点时,天车,沙包,子弹的速度相同,无论是向前摆动到最高点还是向后摆动到最高点都是速度相同。
解:
1)沙包上升的最大高度
当子弹射入沙包瞬间,沙包和子弹速度是相同的,设为V1,而天车此瞬间是未动的。
根据动量定理,子弹射入沙包前后的动量不变,所以V1=(1/2)*V 简称式(1)
此时沙包和子弹的动能为1/2*(m+m)*V1=1/4*m*V^2 简称式(2)注意:子弹射入沙包的过程是有能量损失的,不能使用机械能守恒来计算入射后的速度。
当沙包摆动到最高点时,天车,沙包,子弹的速度相同,设为V2
根据动量定理可得 V2=m/(2*m+M)*V 简称式(3)
此时系统的动能为 1/2*(m+m+M)*V2^2 简称式(4)
而根据机械能守恒有沙包和子弹上升的势能和此时系统(天车,沙包,子弹)失去的动能相同,所以有:2*m*g*h=式(2)-式(4)
最后解得:h=[1/2-m/(2m+M)]*V^2/(4*g)
可以看出高度是与它们的质量和重力加速度有关的一个关系式。
解:
2)天车的最大速度
可以分析得出,天车的最大速度出现在沙包和子弹摆动到最低点而且方向向后时。
设天车最大速度为Vmax,此时沙包和子弹的速度是V3,向后。
根据动量定理,天车与(沙包+子弹)的总动量与子弹射入沙包前的动量是相同的:
M*Vmax-(m+m)*V3=m*V 简称式(1)
根据能量守恒,此时系统的动能与与子弹射入后的动能是相同的:
1/2*M*Vmax^2+1/2*(m+m)*V3=1/2*(m+m)*V1^2 (上解已有V1=1/2*V) 简称式(2)
通过计算可得 Vmax=2*V3
最后可得 Vmax=V*m/(M-m)
。收起