Question

如圖所示，在光滑的水平面上放著一個質量為M=0.39kg的木塊（可視為質點），在木塊正上方1m處有一個固定懸點O，在懸點O和木塊之間連接一根長度為1m的輕繩（輕繩不可伸長）。有一顆質量為m = 0.01kg的子彈以400m/s的速度水平射入木塊并留在其中，隨后木塊開始繞O點在豎直平面內做圓周運動。g取10m/s²。求：
（1）當木塊剛離開水平面時的速度；
（2）當木塊到達最高點時輕繩對木塊的拉力多大？

Answer 1

（1）10m/s（2）20 N

答案：（1）設子彈射入木塊后共同速度為V，則
mV₀=" (M" + m) V                               ①   
所以         ②   
（2）設木塊在最高點速度為V₁，繩子對木塊拉力為F,由機械能守恒得
       ④   
由牛頓定律得
                     ⑤  
由④．⑤聯立，  解得   F =" 20" N                   ⑥