Question

(2011年福建预测题)如图5－1－14甲所示，在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放置一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动．假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm，玻璃管向右匀加速平移，每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm.图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管运动的水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点．

图5－1－14
(1)请在图乙中画出蜡块4 s内的运动轨迹．
(2)求出玻璃管向右平移的加速度．
(3)求t＝2 s时蜡块的速度v.

Answer 1

(1)见解析图　(2)5×10^－2 m/s²　(3) m/s

(1)蜡块在竖直方向做匀速直线运动，在水平方向向右做匀加速直线运动，根据题中的数据画出的轨迹如下图所示．

(2)由于玻璃管向右为匀加速平移，根据Δs＝at²可求得加速度，由题中数据可得：Δs＝5.0 cm，相邻时间间隔为1 s，则
a＝＝5×10^－2 m/s².
(3)由运动的独立性可知，竖直方向的速度为
v_y＝＝0.1 m/s.
水平方向做匀加速直线运动，2 s时蜡块的水平速度为
v_x＝at＝0.1 m/s
则2 s时蜡块的速度v＝＝ m/s.
答案：(1)见解析图　(2)5×10^－2 m/s²　(3) m/s