题目内容

【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?

【答案】(1)4.8m (2)120J (3)0.24s

【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

m/s代入得

125t2-80t+12=0

解得t1=0.4st2=0.24s

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