问题 问答题

质量m=10g的子弹,水平射入静止悬挂着的质量M=0.99kg的沙袋并留在其中,沙袋摆过α=60°角,悬绳长L=1m,不计沙袋大小.( g取10m/s2,不计空气阻力,)

(1)求:沙袋再次摆回最低位置时,悬绳对沙袋的拉力;

(2)若子弹射入沙袋时产生的内能有80%为子弹所吸收,子弹的比热c=495J/kg•℃,问子弹的温度升高多少度?

答案

(1)沙袋在摆到过程中机械能守恒,

在沙袋由最高点摆到最低点的过程中,

由机械能守恒定律可得:(M+m)gL(1-cosα)=

1
2
(M+m)v2 ①,

在最低点,由牛顿第二定律得:F-(M+m)g=(M+m)

v2
L
  ②,

由①②解得,F=20N;

(2)子弹击中木块的过程中,系统动量守恒,

由动量守恒定律可得:mv0=(M+m)v ③,

由能量守恒定律可得:Q=

1
2
mv02-
1
2
(M+m)v2 ④,

由热量公式得:Q子弹=Qη=mc△t  ⑤,

由①③④⑤解得:△t=80℃;

答:(1)沙袋再次摆回最低位置时,悬绳对沙袋的拉力为20N;

(2)子弹的温度升高了80℃.

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