Question

15．如图1所示的是研究运动的合成与分解的实验装置，长约 1.5m可密封的玻璃管内径均匀，里面充满水，在水中放置一个红色的蜡块，仔细调整蜡块的大小，使蜡块与管内壁间的间隙大小合适，当玻璃管相对于地面静止竖直放置时，红蜡块可以沿管匀速上升．实验时，保持管的底端在同一水平面，管子始终保持竖直．当蜡块开始向上匀速运动时，使管子整体沿水平方向运动，每隔2s 记录下蜡块所在的位置（选地面为参考系），如图2所示．
则由图中所记录的数据，可以得到：
（1）选地面为参考系，蜡块做匀速直线 运动；
（2）蜡块沿管子向上运动的速度是0.15m/s；
（3）蜡块合速度大小为0.25m/s．

Answer 1

分析 依据运动的合成与分解内容，根据矢量的合成法则，即可判定蜡块的运动性质；
根据图2数据，结合运动学公式，即可求解向上运动的速度大小；
最后由矢量的合成法则，则可求得合速度大小．

解答 解：（1）选地面为参考系，红蜡块可以沿管匀速上升，由数据可知，各点的时间间隔相等，那么蜡块的水平方向也是匀速直线运动，
依据运动的合成与分解，则蜡块做匀速直线运动；
（2）依据运动学公式，那么蜡块沿玻璃管向上运动的速度大小为：
v_y=$\frac{3×1{0}^{-1}}{2}$ m/s=0.15 m/s；
（3）依据矢量的合成法则，则蜡块的合速度大小为：
v=$\sqrt{{v}_{x}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=$\sqrt{（\frac{4×1{0}^{-1}}{2}）^{2}+0.1{5}^{2}}$m/s=0.25m/s．
故答案为：（1）匀速直线；（2）0.15 m/s；（3）0.25 m/s．

点评 考查运动的合成与分解内容，掌握矢量的合成法则，及运动学公式的应用，注意单位的换算．