题目内容
【题目】如图所示,在光滑水平面上有坐标系xOy,质量为1kg的质点开始静止在xOy平面上的原点O,某一时刻受到沿x轴正方向的恒力F1的作用,F1的大小为2N,若力F1作用一段时间t0后撤去,撤去力F1后5s末质点恰好通过该平面上的A点,A点的坐标为x=11m,y=15m.
(1)为使质点按题设条件通过A点,在撤去力F1的同时对质点施加一个沿y轴正方向的恒力F2,力F2应为多大?
(2)力F1作用时间t0为多长?
(3)在图中画出质点运动轨迹示意图,在坐标系中标出必要的坐标.
【答案】(1) 1.2 N (2) 1 s
(3) 如图所示:
【解析】(1)沿y轴方向有:,其中:
可得:;
(2)刚开始: ,沿x轴方向的位移:
撤去力后位移:
由题意:
联立解得:;
(3)由(2)问知,物体做曲线运动,轨迹如图:
【题目】当物体从高空下落时,所受阻力会随物体的速度增大而增大,因此下落一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的收尾速度.研究发现,在相同环境条件下,球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关.下表是某次研究的实验数据,g取10m/s2 .
小球编号 | A | B | C | D | E |
小球的半径r(×10﹣2m) | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2 | 2.5 |
小球的质量m(×10﹣3kg) | 2 | 5 | 45 | 40 | 100 |
小球的收尾速度v(m/s) | 16 | 40 | 40 | 20 | 32 |
(1)据表中的数据可以求出B球与C球在达到收尾速度时所受阻力之比为f1:f2= .
(2)根据表中的数据,可归纳出球型物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系为(写出有关字母表达式,比例系数用k表示) , 并可求出式中比例系数的k数值和单位为 .
(3)现将C号和D号小球用轻质细线连接,若它们在下落时所受阻力与单独下落时的规律相同,让它们同时从足够高的高度下落,则它们的收尾速度大小为v=m/s.