问题 问答题

图甲所示为一根竖直悬挂的不可伸长的细绳,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点在竖直平面内做圆周运动,在各种阻力都忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力

F随时间t的变化关系如图乙所示.已知子弹射入的时间极短,且图乙中

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,试求A的质量?

答案

在最低点有:Fm-(m0+mA)g=(m0+mA)

v2
l
    ①

在最高点,绳子拉力为零,有(m0+mA)g=(m0+mA)

v2
l
    ②

从最高点到最低点,根据动能定律得,(m0+mA)g•2l=

1
2
(m0+mA)v2-
1
2
(m0+mA)v2
  ③

子弹射入A内的过程动量守恒,根据动量守恒定律得,m0v0=(m0+mA)v     ④

联立①②③④解得mA=

Fm
6g
-m0

故A的质量为

Fm
6g
-m0

单项选择题
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