问题
选择题
如图所示,一根不可伸长的细绳一端固定在O点,另一端连接一个质量为M的沙摆.当沙摆以大小为v的速度水平向右经过最低点A时,第一颗子弹以大小为v0的速度水平向右射入沙摆且未穿出.此后,每当沙摆经过最低点A时,都会有一颗子弹以大小为v0的速度水平向右射入沙摆且均未穿出.若每颗子弹的质量为m,射入沙摆后,沙摆的最大摆角均小于90°,碰撞时间极短,不计空气阻力,则第三颗子弹射入沙摆后,沙摆在最低点A的速度大小为( )
A.mv0-Mv M+3m
B.mv0+Mv M+3m
C.3mv0-Mv M+3m
D.3mv0+Mv M+3m
答案
子弹射沙摆的过程遵守动量守恒,由动量守恒定律得
第一颗子弹以大小为v0的速度水平向右射入沙摆且未穿出:mv0+Mv=(m+M)v′,
第二颗子弹以大小为v0的速度水平向右射入沙摆且未穿出:-(m+M)v′+mv0=-(2m+M)v″
第三颗子弹射入沙摆后:(2m+M)v″+mv0=(3m+M)v3
解得v3=mv0+Mv M+3m
故选B.