问题
计算题
AOB是光滑的水平轨道,BC是半径为R的光滑圆弧轨道,两轨道恰好相切,如图示,质量为的小木块静止在O点,一质量为的子弹以某一速度水平射入木块内未穿出,木块恰好滑到圆弧的最高点C处(子弹、木块均可视为质点),求:
(1)子弹射入木块前的速度;
(2)若每当木块回到O点时,立即有相同的子弹以相同速度射入木块且留在其内,当第6颗子弹射入木块后,木块能上升的高度是多少?
(3)当第n颗子弹射入木块后,木块上升的最大高度为,则为多少?
答案
解:(1)从B到C,由机械能守恒知
由动量守恒知,
联立得
(2)木块回到O点速度为,
被第二颗子弹击中时由动量守恒知
所以,即被偶数颗子弹击中后速度均为0,所以木块上升高度为0。
(3)由动量守恒及能量守恒知,
代入数值得。