Question

如圖16-3-7所示，質(zhì)量為m的子彈，以速度v水平射入用輕繩懸掛在空中的木塊，木塊的質(zhì)量為M，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，子彈停留在木塊中，求子彈射入木塊后的瞬間繩子中的張力的大小.

圖16-3-7

Answer 1

解析:

本題物理過(guò)程共有兩個(gè)階段：射入階段和圓周運(yùn)動(dòng)階段，射入階段可以認(rèn)為木塊還未擺動(dòng)，繩子沒(méi)有傾斜，子彈和木塊所組成的系統(tǒng)水平方向不受外力作用，動(dòng)量守恒；子彈停留在木塊中后以一定的速度做變速圓周運(yùn)動(dòng)，繩子傾斜，水平方向有了分力，動(dòng)量不再守恒.

在子彈射入木塊的這一瞬間，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律有：0+mv=（m+M）v₁，

解得.

隨后子彈和木塊整體以此速度v₁向左擺動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)，在圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，整體只受重力（m+M)g和繩子的拉力F作用，由牛頓第二定律有（取向上為正方向）

將v₁代入即得：.