如为俯视图,在一光滑水平面上建立x-y平面直角坐标系.有一质量为m的小木块从A点沿x轴方向以某初速度射出,A点离x轴距离为L,小木块沿y轴负方向始终受到恒力F1=F0.小木块的运

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > /2022-10-30 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如为俯视图,在一光滑水平面上建立x-y平面直角坐标系.有一质量为m的小木块从A点沿x轴方向以某初速度射出,A点离x轴距离为L,小木块沿y轴负方向始终受到恒力F1=F0.小木块的运动轨迹与x轴的交点B到y轴距离为S;当同时施加沿x轴负方向恒力F2时,小木块仍以原来初速度射出,其运动轨迹与x轴的交点C到y轴距离为
3
4
S.不计空气阻力.
(1)求小木块初速度v0的大小;
(2)恒力F2的大小;
(3)若F2=-kv,v为小木块的速度.仍以原来的初速度射出小木块,发现小木块垂直x轴匀速通过.求此过程中F2对小木块所做的功.

◎ 答案

(1)分析A到B过程
由类平抛得:
竖直方向:L=
1
2
F0
m
t2

水平方向:s=v0t②
由①②解方程得v0=s

F0
2Lm

(2)设小木块到x轴时沿x轴方向上的速度为vx
分析x轴,由匀变速直线运动的规律得:
vx=v0-
F2
m
t

3
4
s=
v0+vt
2
t

又因为L=
1
2
F0
m
t2

联立③④解得F2=
F0S
4L

(3)匀速时F2=-kvt
分析A到C过程由动能定理得:F0L+W3=
1
2
m
v2t

解得:W3=
1
2
mF22
k2
-F0
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