如图所示,图中的装置可测量子弹的速度,其中薄壁圆筒半径为R,圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点(图中OO′为圆筒轴线)。圆筒以速度v竖直向下匀速运动。若某时刻子弹沿图示平面正好水平射入a点,且恰能经b点穿出。
(1)若圆筒匀速下落时不转动,求子弹射入a点时速度的大小;
(2)若圆筒匀速下落的同时绕OO匀速转动,求圆筒转动的角速度条件。
如图所示,图中的装置可测量子弹的速度,其中薄壁圆筒半径为R,圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点(图中OO′为圆筒轴线)。圆筒以速度v竖直向下匀速运动。若某时刻子弹沿图示平面正好水平射入a点,且恰能经b点穿出。
(1)若圆筒匀速下落时不转动,求子弹射入a点时速度的大小;
(2)若圆筒匀速下落的同时绕OO匀速转动,求圆筒转动的角速度条件。
【知识点】向心力;牛顿第二定律.C2 D4
【答案解析】(1) (2)
,n=1、2、3、.. 解析:(1)子弹做平抛运动,水平方向:2R=v0t
竖直方向:vt=gt2
代入解得:v0=
(2)圆筒转动的角度一定是2的整数倍:
2n=t (n=1、2、3、……)
而下落时间:t=
代入得:=,n=1、2、3、……
【思路点拨】(1)子弹做平抛运动,水平方向向右匀速运动,竖直方向自由落体运动;圆筒匀速转动的同时向下匀速运动.要使子弹恰能经b点穿出,子弹和圆筒的竖直位移相等,根据平抛运动的规律和位移关系列式求解.(2)若圆筒匀速下落的同时绕OO′匀速转动,当圆筒转动整数圈时,子弹恰好从a点到达b点,根据平抛运动和圆筒运动的等时性进行列式求解.本题关键是明确子弹和圆筒的运动情况,然后运用运动的合成与分解的方法进行求解.