Question

（2006?淮安模拟）如图所示，一块质量为2kg、涂有碳黑的玻璃板，在拉力F的作用下竖直向上做匀变速直线运动．一个频率为5Hz的振动方向为水平且固定的振针，在玻璃板上画出了如图所示的图线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm．求拉力F的大小．（不计一切摩擦阻力，取g=10m/s²）

Answer 1

分析：从固定振针在玻璃上画出的曲线看出OA、AB、BC间对应的时间均为半个周期，玻璃板又做匀加速运动，根据匀变速直线运动的推论△x=aT²求出加速度，再由牛顿第二定律求解外力F的大小．

解答：解：由图象得到：OA=1cm，AB=3cm，BC=5cm．
因为：T_OA=T_AB=T_BC=

1

2

T=0.1s；?
根据：△s=aT²
解得：a=

△s

T2

=

BC-AB

T2

=2 m/s²
对玻璃板，根据牛顿第二定律，有：F-mg=ma；
解得：F=mg+ma=24N
答：外力F的大小为24N．

点评：本题一要抓住振针振动与玻璃板运动的同时性，OA、AB、BC对应于音叉振动半个周期．二是利用打点计时器测加速度的原理求解加速度．