Question

如圖，一顆子彈水平射入一原來靜止的單擺擺球并留在擺球內(nèi)，結(jié)果單擺開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖線如圖所示．已知子彈的質(zhì)量為m=10g，擺球質(zhì)量M=10kg．那么根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖）提供的信息，對(duì)反映振動(dòng)系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量、子彈以及子彈和擺球一起運(yùn)動(dòng)過程中的守恒量，你能得到那些定量的結(jié)果？（g=10m/s²）

Answer 1

分析：從圖中可以看出，單擺的周期T=4s；振幅A=40cm，根據(jù)單擺的周期公式求出擺長(zhǎng)，根據(jù)能量守恒可以求出振動(dòng)系統(tǒng)的總能量，根據(jù)機(jī)械能守恒及動(dòng)量守恒求出子彈的初速度．

解答：解：從圖中可以看出，單擺的周期T=4s；振幅A=40cm
根據(jù)單擺的周期公式T=2π

l g

可求得擺長(zhǎng)l：l=4m
振動(dòng)系統(tǒng)的總能量E：E=（m+M）gh=（m+M）g（l-

l2-A2

）=2J
子彈的初速度v₀：Ek=

1

2

(m+M)2=(m+M)gh=2J
mv₀=（m+M）v
代入數(shù)據(jù)解得，v₀=633m/s．
答：?jiǎn)螖[的周期為4s；振幅為40cm，擺長(zhǎng)為4m，振動(dòng)系統(tǒng)的總能量為2J，子彈的初速度為633m/s

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了同學(xué)們讀圖及根據(jù)系統(tǒng)守恒量求解問題的能力，要求同學(xué)們能根據(jù)圖象讀出有效信息，難度適中．