问题 问答题

长度1m的轻绳下端挂着一质量为9.99kg的沙袋,一颗质量为10g的子弹以500m/s的速度水平射入沙袋(未穿出),求在子弹射入沙袋后的瞬间,悬绳的拉力是多大?(设子弹与沙袋的接触时间很短,g取10m/s2

答案

子弹射入沙袋的过程,对它们组成的系统,遵守动量守恒定律,取子弹射入前的速度方向为正方向,则得:

mv0=(M+m)v

解得:v=

mv0
M+m
=
0.01×500
9.99+0.01
m/s=0.5m/s

子弹射入沙袋后的瞬间,由重力和绳子的拉力的合力提供向心力,则由牛顿第二定律得:

F-(M+m)g=(M+m)

v2
l

解得:F=(M+m)g+(M+m)

v2
l
=(9.99+0.01)×10N+(9.99+0.01)
0.52
1
N=102.5N

答:在子弹射入沙袋后的瞬间,悬绳的拉力是102.5N.

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