题目内容
如图所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳,下端拴一小物块A,上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内(未穿透),接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动,在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2所示.已知子弹射入的时间极短,且图2中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻,求(1)子弹和物块一起做圆周运动的周期T(2)绳子的长度L(3)子弹和物块一起运动时的机械能E
(1)T=2t0 (2)(3)
解析:(1)由图2可看出,A、B一起做周期性运动,运动的周期:T=2t0 ……1分
(2)设子弹小球总质量为m,最高点速度为,据图2知,在最高点拉力为零,则:,……1分
设最低点速度为,最低点到最高点,动能定理,,……1分
最低点:,得,即……1分
射入A的过程,水平方向动量守恒,……1分
得,。……1分
(3)设最低点为零势能点,则。……1分
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