Question

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．

 

               

 

Answer 1

【答案】

解：（1）设在0~2.0s内小球运动的加速度为a1，则       （1分）

    2.0s末小球在y方向的速度                                    （1分）

    代入数据解得  m/s                                            （1分）

沿x轴方向运动的位移                                         （1分）

    沿y轴方向运动的位移                                      （1分）

    2.0s内运动的位移                                       （1分）

    代入数据解得                                      （2分）

（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                                                  （1分）

                                                                （1分）

代入数据解得                                                （1分）

（3）设小球回到x轴上时的动能为Ek，由动能定理有

                                           （2分）

代入数据解得  Ek=0.28J                                 

【解析】略