题目内容
如图所示,长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球,筒与球的总质量为4kg,现对筒施加一竖直向下、大小为21N的恒力,使筒竖直向下运动,经t=0.5s 时间,小球恰好跃出筒口,求小球的质量。(取g=10m/s2)
解:设筒与小球的总质量为M,小球的质量为m,筒在重力及恒力的共同作用下竖直向下
做初速为零的匀加速运动,设加速度为a;小球做自由落体运动.设在时间t内,筒与小球的
位移分别为h1、h2(球可视为质点)如解图所示。
由运动学公式得: (2分) (2分)
又有:L=h1-h2 (2分) 代入数据解得:a=16m/s2(1分)
又因为筒受到重力(M-m)g和向下作用力F,据牛顿第二定律有 F+(M-m)g=(M-m)a (3分)
代入数据得m=0.5kg(2分)
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