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

题型：不详难度：来源：

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

答案

（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

举一反三

如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径R＝2 m，筒壁和水平面的夹角θ＝30°，筒内壁A点的高度为筒高的一半．内壁上有一质量为m＝1 kg的小物块放在筒壁上的A处．g取10 m/s²，求：
(1) 当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力大小；
(2) 当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度大小；
(3) 若物块与筒壁间的动摩擦因数μ＝，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使物块在A点随筒做匀速转动而不产生相对滑动，那么筒转动的最大角速度不能超过多大？