Question

沖擊擺裝置是一個(gè)用細(xì)線懸掛著的砂箱，設(shè)其質(zhì)量為M，用一質(zhì)量為m的彈丸以水平速度擊中砂箱，彈丸陷入箱內(nèi)，使砂箱擺至某一高度．設(shè)砂箱的最大偏角為q ，如圖所示，利用這個(gè)裝置便可測(cè)出彈丸入射時(shí)的速度．試簡(jiǎn)述其物理過(guò)程并列出彈丸入射時(shí)速度的表達(dá)式．(設(shè)等效擺長(zhǎng)為l)

Answer 1

答案：
解析：

設(shè)計(jì)意圖：本題考查了系統(tǒng)的動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，同時(shí)也考查了學(xué)生的分析綜合能力． 解析：用沖擊擺測(cè)彈丸速度的過(guò)程涉及動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，但各自在不同階段守恒． 彈丸射入砂箱過(guò)程中，射入過(guò)程時(shí)間極短，砂箱無(wú)明顯位移．所以，該過(guò)程中系統(tǒng)(彈丸和砂箱)在水平方向不受外力，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒，則有 mv0＝(m＋M)v                                                                                                        ① 彈丸射入砂箱后，隨砂箱一起向右擺動(dòng)，線的拉力不做功，只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．由機(jī)械能守恒定律，有 (m＋M)v2＝(m＋M)gl(1-cosq )                                                                                   ② 由①②解得彈丸入射速度為 v0＝ 易錯(cuò)點(diǎn)：彈丸和砂箱相互作用的過(guò)程動(dòng)量守恒，彈丸與砂箱組成的系統(tǒng)向上擺起的過(guò)程中機(jī)械能守恒．但是全過(guò)程中機(jī)械能不守恒，但有相當(dāng)多的學(xué)生誤認(rèn)為全過(guò)程機(jī)械能守恒，列出了以下錯(cuò)誤的守恒方程：mv02 ＝ (m＋M)gl(1-cosq )，從而導(dǎo)致解題錯(cuò)誤而失分． 答案：v0＝