分析 (1)小球受重力、支持力和外力F,在x方向不受外力,做匀速直线运动,在y方向受到恒定的力,故y方向做匀变速直线运动,根据运动的合成与分解的知识进行分析计算;
(2)根据运动学公式和牛顿第二定律先分析清楚y方向的运动规律,然后根据运动学公式求出回到x轴时物体的速度和时
解答 解:(1)球受重力、支持力和外力F,在x方向不受外力,做匀速直线运动,在y方向受到恒定的力,故y方向做匀变速直线运动;
设在0~5s内小球运动的加速度为${a}_{1}^{\;}$,则根据牛顿第二定律,有${F}_{1}^{\;}=m{a}_{1}^{\;}$
解得:${a}_{1}^{\;}=\frac{{F}_{1}^{\;}}{m}=\frac{10}{5}=2m/{s}_{\;}^{2}$根据运动学公式,有
${v}_{y}^{\;}={a}_{1}^{\;}t=2×5=10m/{s}_{\;}^{2}$
${S}_{y}^{\;}=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}=25m$
${S}_{x}^{\;}={v}_{0}^{\;}t=3×5=15m$
5~10s内小球运动的加速${a}_{2}^{\;}=\frac{{F}_{2}^{\;}}{m}=\frac{10}{5}=2m/{s}_{\;}^{2}$,方向沿y轴负方向,小球x方向方向匀速直线运动,y方向匀减速直线运动
${S}_{y}^{′}={v}_{y}^{\;}{t}_{2}^{\;}-\frac{1}{2}{a}_{2}^{\;}{t}_{2}^{2}=10×5-\frac{1}{2}×2×{5}_{\;}^{2}$=25m
${S}_{x}^{′}={v}_{0}^{\;}{t}_{2}^{\;}=3×5=15m$
${y}_{A}^{\;}={S}_{y}^{\;}+{S}_{y}^{′}=50m$
${x}_{A}^{\;}={S}_{x}^{\;}+{S}_{x}^{′}=30m$
所以A点的坐标(30m,50m)
(2)最后一个过程,小球的加速度${a}_{3}^{\;}=\frac{2F}{m}=\frac{20}{5}=4m/{s}_{\;}^{2}$,方向沿y轴负方向
5~10s竖直方向的末速度${v}_{y}^{′}={v}_{y}^{\;}-{a}_{2}^{\;}{t}_{2}^{\;}=10-2×5=0$
所以小球最后一个过程沿-y方向匀加速直线运动,沿x方向匀速直线运动运动
${y}_{A}^{\;}=\frac{1}{2}{a}_{3}^{\;}{t}_{3}^{2}$
代入数据解得${t}_{3}^{\;}=5s$
${v}_{y}^{″}={a}_{3}^{\;}{t}_{3}^{\;}=20m/s$
$v=\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}=\sqrt{{3}_{\;}^{2}+2{0}_{\;}^{2}}=\sqrt{409}m/s$
答:(1)A点的坐标(30m,50m);
(2)小球返回x轴的时间为5s和速度的大小$\sqrt{409}m/s$.
点评 本题关键要将小球的运动沿着x、y方向正交分解,理清两个分运动的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物块先做匀加速运动,后做匀速运动 | |
B. | 在小球与物块分离前,当轻杆与水平面的夹角为θ,小球的速度大小为v时,则M的速度为vsinθ | |
C. | 小球与物块分离时,小球一定只受重力作用 | |
D. | 小球一直对物块有作用力,直到小球落地的瞬间与物块分离为止 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 红色光谱是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的 | |
B. | 蓝色光谱是氢原子从n=6能级或n=5能级直接向n=2能级跃迁时产生的 | |
C. | 若氢原子从n=6能级直接向n=1能级跃迁,则能够产生红外线 | |
D. | 若氢原子从n=6能级直接向n=3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应 | |
E. | 若氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 对桥的弹力大小相同 | B. | 对桥的弹力方向都指向圆心 | ||
C. | 汽车受到的向心力大小相同 | D. | 汽车受到的向心力方向相同 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | e=nBSωcos2ωt | B. | e=nBSωcosωt | C. | e=nBS2ωcos2ωt | D. | e=nBS$\frac{ω}{2}$cos$\frac{1}{2}$ωt |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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