题目内容

如下图所示,离地面足够高处有一竖直的空心管,质量为2kg,管长为24m,MN为空心管的上、下两端,空心管受到大小为16N的竖直向上的拉力作用,由静止开始竖直向下做匀加速运动,同时在M处有一个大小不计的小球沿管的轴线做竖直上抛运动,取g=10m/s2。若小球上抛的初速度为10m/s,试问:

1.经过多少秒小球从管的N端穿出。

2.若此空心管的N端距离地面高为64m,欲使在空心管到达地面时小球刚好进入管内,在其他条件不变的前提下,则小球初速度大小应为多大?

 

 

1.t=4s

2.v=32m/s

解析:(1)取空心管为参考系,根据相对运动的思想,方向向下(2分)相对初速度v=10m/s方向向上,则穿出的时间(2分)解得t=4s(1分)(2)取地面为参考系有解得t'=8s(2分)取空心管为参考系(2分)解得v=32m/s(1分)。

 

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