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简答题 质量为2.97kg，长为1m的均质等截面细杆可绕水平光滑的轴线O转动，最初杆静止于铅直方向，一弹片质量为10g，以水平速度200m/s射出并嵌入杆的下端，求杆的最大摆角。
  • 以弹片与细杆组成的系统为研究对象。弹片嵌入细杆前后角动量守恒。
    弹片嵌入之前，系统的角动量为：L0=lmv
    弹片嵌入细杆之后，一起运动时的角速度为，整体的角动量写为：
    角动量守恒等式为：L0=L1，即

    弹片与细杆一起运动到停止的过程中，只有重力做功，所以可以运用机械能守恒或动能定理列方程。
    弹片质心上升的高度为h=l（1-cosθ），细杆质心上升的高度为H=1/2（1-cosθ）
    根据动能定理可得方程：

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