问题
问答题
图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端栓一小物块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．根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？
答案
由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，运动周期为T=2t0．用m、m0分别表示A、B的质量，l表示绳长，v1、v2分别表示它们在圆周最低、最高点的速度，F1、F2分别表示运动到最低、最高点时绳的拉力大小；
子弹射入木块过程，根据动量守恒定律，有
m0v0=（m+m0）v1 ①
根据牛顿定律有：
最低点 F1-（m+m0）g=（m+m0）
②v 21 l
最高点 F2+（m+m0）g=（m+m0）
③v 22 l
由机械能守恒又有：
（m+m0）g•（2l）=
（m+m0）v12-1 2
（m+m0）v22 ④1 2
由图2知，F2=0，F1=Fm，由以上各式解得，反映系统本身性质的物理量是
木块质量 m=
-m0Fm 6g
细线长度 l=
g36 m 20 v 20 5 F 2m
以最低点所在的水平面为参考平面，系统总机械能是
E=
（m+m0）v12 ⑤1 2
解得
E=3 m 20
gv 20 Fm
故可以求出A的质量为
-m0，细线长度为Fm 6g
g，A、B一起运动过程中的守恒量为机械能，以最低点所在的水平面为参考平面，总机械能为36 m 20 v 20 5 F 2m
．3 m 20
gv 20 Fm