Question

（2006?淮安模擬）如圖所示，一塊質量為2kg、涂有碳黑的玻璃板，在拉力F的作用下豎直向上做勻變速直線運動．一個頻率為5Hz的振動方向為水平且固定的振針，在玻璃板上畫出了如圖所示的圖線，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm．求拉力F的大小．（不計一切摩擦阻力，取g=10m/s²）

Answer 1

分析：從固定振針在玻璃上畫出的曲線看出OA、AB、BC間對應的時間均為半個周期，玻璃板又做勻加速運動，根據勻變速直線運動的推論△x=aT²求出加速度，再由牛頓第二定律求解外力F的大小．

解答：解：由圖象得到：OA=1cm，AB=3cm，BC=5cm．
因為：T_OA=T_AB=T_BC=

1

2

T=0.1s；?
根據：△s=aT²
解得：a=

△s

T2

=

BC-AB

T2

=2 m/s²
對玻璃板，根據牛頓第二定律，有：F-mg=ma；
解得：F=mg+ma=24N
答：外力F的大小為24N．

點評：本題一要抓住振針振動與玻璃板運動的同時性，OA、AB、BC對應于音叉振動半個周期．二是利用打點計時器測加速度的原理求解加速度．