Question

質(zhì)量m=10g的子彈，水平射入靜止懸掛著的質(zhì)量M=0.99kg的沙袋并留在其中，沙袋擺過α=60°角，懸繩長(zhǎng)L=1m，不計(jì)沙袋大小．（ g取10m/s²，不計(jì)空氣阻力，）
（1）求：沙袋再次擺回最低位置時(shí)，懸繩對(duì)沙袋的拉力；
（2）若子彈射入沙袋時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能有80%為子彈所吸收，子彈的比熱c=495J/kg?℃，問子彈的溫度升高多少度？

Answer 1

【答案】分析：（1）沙袋與子彈在擺動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律可以求出沙袋擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度，由牛頓第二定律可以求出繩子的拉力．
（2）子彈擊中沙袋的過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可以求出子彈擊中沙袋前的速度，由能量守恒定律與熱量公式可以求出子彈升高的溫度．
解答：解：（1）沙袋在擺到過程中機(jī)械能守恒，
在沙袋由最高點(diǎn)擺到最低點(diǎn)的過程中，
由機(jī)械能守恒定律可得：（M+m）gL（1-cosα）=（M+m）v² ①，
在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得：F-（M+m）g=（M+m）  ②，
由①②解得，F(xiàn)=20N；
（2）子彈擊中木塊的過程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，
由動(dòng)量守恒定律可得：mv=（M+m）v ③，
由能量守恒定律可得：Q=mv²-（M+m）v² ④，
由熱量公式得：Q_子彈=Qη=mc△t  ⑤，
由①③④⑤解得：△t=80℃；
答：（1）沙袋再次擺回最低位置時(shí)，懸繩對(duì)沙袋的拉力為20N；
（2）子彈的溫度升高了80℃．
點(diǎn)評(píng)：分析清楚物理過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律、熱量公式即可正確解題．