Question

【题目】风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左。小球以初速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。求：

（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；

（2）小球落地时的动能。

（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？

Answer 1

【答案】（1）4.8 m （2）120 J （3）0.24 s

【解析】（1）小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为

小球在水平方向做匀减速运动，加速度

水平位移

（2）由动能定理

（3）小球离开杆后经过时间t的水平位移

由动能定理

以和m/s代入得125t2-80t+12=0

解得t1=0.4s，t2=0.24s。