Question

【题目】风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示，在风洞实验室中有足够大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐标系。质量m＝0.5 kg的小球以初速度v0＝0.40 m/s从O点沿x轴正方向运动，在0～2.0 s内受到一个沿y轴正方向、大小F1＝0.20 N的风力作用；小球运动2.0 s后风力方向变为沿y轴负方向、大小变为F2＝0.10 N(图中未画出)。试求：

（1）2.0 s末小球在y轴方向的速度大小

（2）2.0 s内小球运动的位移大小；

（3）风力F2作用多长时间，小球的速度变为与初速度相同。

Answer 1

【答案】（1）0.8m/s（2）1.1m（3）4.0s

【解析】试题分析：小球受重力、支持力和风的推力，在x方向不受外力，做匀速直线运动，在y方向受到恒定的力，故y方向做匀变速直线运动，根据运动的合成与分解的知识进行分析计算；当y方向的分速度减为零时，小球的速度变为与初速度相同，根据运动学公式列式求解即可．

（1）设在0～2.0s内小球运动的加速度为，则，

2.0s末小球在y方向的速度，代入得；

（2）沿x轴方向运动的位移；

沿y轴方向运动的位移；

2.0s内运动的位移

（3）设2.0s后小球运动的加速度为a2，F2的作用时间为t2时小球的速度变为与初速度相同．则有，代入数据解得．