问题 问答题

如图所示质量为M的天车静止在光滑水平轨道上,下面用长为L的细线悬挂着质量为m的沙箱,一颗质量为m0的子弹以v0的水平速度射入沙箱,并留在其中,在以后运动过程中

(1)沙箱上升的最大高度。

(2)天车的最大速度。

 

答案

(1)   (2)

(1)子弹打入沙箱过程中动量守恒       

摆动过程中,子弹、沙箱、天车系统水平方向动量守恒,机械能守恒。

沙箱到达最大高度时系统有相同的速度,设为v2,则有

                                

               

联系①②③可得                  

(2)子弹和沙箱再摆回最低点时,天车速度最大,设此时天车速度为v3,沙箱速度为v4

由动量守恒得              

由系统机械能守恒得       

联立④⑤求解得天车最大速度

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