Question

【題目】如圖所示，質量為m的子彈以速度v0沿水平方向飛來，射入原來靜止懸掛、質量為M的沙袋，并留在沙袋中，與沙袋共同上擺，但沒有到達懸點高度，繩子長度為L。沙袋尺寸遠小于繩長L，不計空氣阻力，繩子為輕繩，重力加速度為g。求

（1）子彈射入沙袋過程，子彈和沙袋系統損失的機械能E1；

（2）子彈和沙袋共同上擺過程能到達的最大高度h；

（3）子彈和沙袋共同上擺過程，繩子的最大拉力T。

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

試題子彈和沙袋組成的系統動量守恒，結合動量守恒定律求出子彈射入沙袋的瞬間沙袋獲得的速度，根據能量守恒求出子彈打沙袋過程中損失的機械能；根據機械能守恒求出子彈射入沙袋中隨沙袋一塊上升的最大高度．根據牛頓第二定律可得繩子的最大拉力。

（1）規(guī)定子彈的速度方向為正方向，根據動量守恒得，mv0=（M+m）v
解得：

損失的機械能為：

（2）根據機械能守恒得：

解得：

（3）子彈和沙袋共同上擺過程中在最低點時，繩子的拉力最大

根據牛頓第二定律：

解得：