Question

【題目】如圖，在光滑水平軌道上靜止著一質量為m2小車，用長為L的輕繩懸掛著一質量為m1的砂袋。現有一水平向左射來的質量為m的子彈，它射入砂袋的時間極短且未穿出砂袋，砂袋立刻獲得方向向左、大小為v1的速度，不計砂袋大小，重力加速度為g

(1)求子彈射入砂袋前瞬間的速度大小v0；

(2)已知砂袋擺到最高點時，懸繩偏轉的角度小于，求砂袋第一次擺起后能上升的最大高度h。

Answer 1

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)子彈射入砂袋前后動量守恒，有

解得

(2)此后(m1+m)在擺動過程中，水平方向做減速運動，而m2在水平方向做加速運動，當(m1+m)與m2具有共同水平速度時，砂袋上升到最大高度，設共同速度為v2，由水平方向上動量守恒，有

由機械能守恒有

解得