Question

沖擊擺是一個(gè)用細(xì)線懸掛著的沙箱．彈丸擊中沙箱時(shí)陷入箱內(nèi)，使沙箱擺至某一高度，如圖所示，利用這種裝置可以測出彈丸的速度．若用天平分別測出彈丸、沙箱的質(zhì)量m、M，利用刻度尺測出擺長l，利用安裝好的量角器測出沖擊擺擺動的最大角度θ．

(1)請你推導(dǎo)出彈丸的初速度的表達(dá)式．

(2)為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，細(xì)繩應(yīng)能承受的張力至少為多少？

Answer 1

答案：
解析：

　　解：(1)子彈和沙箱組成的系統(tǒng)由動量守恒定律得：mv₀＝(M＋m)v

　　由動能定律得：(M＋m)v²＝(M＋m)gl(1－cosθ)

　　∴v＝

　　∴v₀＝　(6分)

　　(2)由圓周運(yùn)動知識得沙箱在最低點(diǎn)繩中的張力最大：T－(M＋m)g＝(M＋m)

　　∴T＝(M＋m)g(3－2cosθ)　(5分)