风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系。质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0

风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系。质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0

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风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系。质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动,在0~2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的风力作用;小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F2=0.10N(图中未画出)。试求:
(1)2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小;
(2)风力F2作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同;
(3)小球回到x轴上时的动能。
答案
解:(1)设在0~2.0s内小球运动的加速度为a1,则
2.0s末小球在y方向的速度
代入数据解得m/s
沿x轴方向运动的位移
沿y轴方向运动的位移
2.0s内运动的位移
代入数据解得
(2)设2.0s后小球运动的加速度为a2,F2的作用时间为t2时小球的速度变为与初速度相同,则

代入数据解得
(3)设小球回到x轴上时的动能为Ek,由动能定理有
代入数据解得Ek=0.28J
举一反三
如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块过B点后其位移与时间的关系为,物块飞离桌边缘D点后由P点沿切线落入圆轨道。g=10m/s2,求:
(1)DP间的水平距离;
(2)判断m2能否沿圆轨道到达M点;
(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功。
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如图所示,一固定直杆AB长为L=2m,与竖直方向的夹角为q=53°,一质量为m=4kg、电荷量为q=+3×10-5C的小球套在直杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ=0.5。直杆所在处空间有水平向右的匀强电场,场强为E=106N/C,求:
(1)小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小v1
(2)若杆与竖直方向的夹角换成不同的值,小球滑到B时的速度也会不同,为使小球滑到杆的B端时的速度最大,某同学认为应使杆沿竖直方向放置,因为这样重力做的功最多。你认为是否正确,若认为是正确的,请求出此最大速度v2,若认为不正确,请说明理由并求出此时杆与竖直方向的夹角及此最大速度v2
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静电场中,带电粒子在电场力作用下从电势为的a点运动至电势为的b点。若带电粒子在a、b两点的速率分别为,不计重力,则带电粒子的电量与质量比q/m为

[     ]

A.
B.
C.
D.
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一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端,已知小物块的初动能为E,它返回到斜面底端时共克服摩擦力做功为E/2,若小物块以4E的初动能冲上斜面,则返回斜面底端时的动能为_______;小物块在前后两次往返过程中所经历的时间之比是________ 。
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如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置图,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中水平直轨AB与倾斜直轨CD两者的长L均为6m,圆弧形轨道AQC和BPD均光滑,AQC的半径r=1m,AB、CD与两圆弧形轨道相切,O2D、O1C与竖直方向的夹角θ均为37°。现有一质量m=1kg的小球穿在滑轨上,以30J的初动能Ek0从B点开始水平向右运动,小球与两段直轨道间的动摩擦因素μ均为1/6,设小球经过轨道连接处无能量损失。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球第二次到达A点时的动能。
(2)小球在CD段上运动的总路程。
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