如图所示悬挂在竖直平面内某点的一个木质小球(可以看成质点),悬线长为I,小球的质量为M.一颗质量为m的子弹,以水平速度v0射入木球,且留在其中,随即木球运动起来.
(1)若v0大小已知,求在子弹击中木球的过程中系统损失的机械能;
(2)若v0大小未知,木球在竖直平面内运动过程中悬线始终不松弛,v0应满足什么条件?
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(1)没子弹打入木块后的速度为v,由动员守恒得mv0=(m+M)v
系统损火的机械能ΔE=
m
-
(m+M)v2=![]()
(2)没碰撞后木块上升的最大高度为h,由机械能守恒可得
(m+M)v2/2=(m+M)gh
只要h≤L绳就不会松弛
由上式得0<v0≤![]()
设碰撞后木块能通过圆弧最高点,最高点速度为v′,由机械能守恒可得(m+M)v2/2=(m+M)g
v′≥
由前式得v0≥