我看了下这3道题,这都是高中题啊,就第三道,用积分的话勉强算是大学内容,我大学物理超级垃圾的,但是这几个题我都很明白。。。。。。
1、机械能守恒,小球的重力势能转化为小球和小车的动能,水平方向上动量守恒,设末态球速v0,车速v1,有mgL=m*v0平方/2+M*v1平方/2,0=m*v0+M*v1。把2式中v1解开代入1式,得到:v0=根号[2Mgl/(M+m)]
2、绳子开始松弛的意思就是转到某种程度,小球的向心加速度已经刚好不需要绳子的拉力来提供,本题中重力的分力可以提供向心加速度。设转到角度x满足条件(0<=x<=180°),切此时球速为v1。此时小球的高度,为h=L-L*cosx(作图易知),重力提供的向心力的分力为-mg*cosx(负号表示力的方向从圆心指向圆外,这个式子也很容易从图中看出),这样列写2个方程,一个是机械能守恒,一个是重力的分力提供向心力。m*v0平方/2=m*v1平方/2+mg*(L-L*cos x),
-mg*cosx=mv1平方/L。
由式1,容易得到m*v1平方=m*v0平方-2mg*(L-L*cos x)=2mgL+2mgL*cosx。代入2式,解得:
cosx=-2/3约等于-0.66667,查表得到x=131°49′
3、这道题,先说木块对弹簧做的功,1积分方法,被积函数为:100x,积分下限:0,积分上限:0.1,解得做的功为0.5J,2高中的时候我们用平均力来解决这类问题(专业的说就是被积函数是关于自变量的1次函数),中点时的力100*0.05=5N,做的功=5*0.1=0.5J。
首先题目中说了一个理想状况:“子弹嵌入后,弹簧压缩了10cm”,也就是说子弹打入木块的时间很短,短到木块在这个时间内没有位移,这样嵌入过程子弹和木块就满足动量守恒。然后用动量守恒就可以解决,设子弹初速度:v0,子弹刚好完全嵌入木块时的速度:v1,子弹质量:m,木块质量:M,弹簧的弹性势能:E,动摩擦因数:u,弹簧压缩:l
能量守恒,子弹和木块的动能转化为弹簧的弹性势能(之前求过0.5J)和内能,(m+M)*v1平方/2=E+u(m+M)gl,这样能解出v1=0.7149 m/s,
动量守恒:m*v0=(m+M)*v1,解得v0=321.7 (我g取的10,所以可能答案有点偏差)
第三题还没有涉及到子弹打入深度转化内能的情况,其实不算难题
我解释的是不是很细致了,求多给点分哈