Question

【題目】如圖甲所示，飼養員對著長l＝1.0 m的水平細長管的一端吹氣，將位于吹氣端口的質量m＝0.02 kg的注射器射到動物身上．注射器飛離長管末端的速度大小v＝20 m/s，可視為質點的注射器在長管內做勻變速直線運動，離開長管后做平拋運動，g取10 m/s2，如圖乙所示．

(1)求注射器在長管內運動時的加速度大小；

(2)求注射器在長管內運動時受到的合力大小；

(3)若動物與長管末端的水平距離x＝4.0 m，求注射器下降的高度h.

Answer 1

【答案】(1)200 m/s2　(2)4 N　(3)0.2 m

【解析】試題分析：注射器在長管內做勻變速直線運動，已知初速度、位移為和末速度，由速度位移關系公式求其加速度；由牛頓第二定律求合力大小；注射器離開長管后做平拋運動，由水平位移求出時間，再由自由落體運動的規律求下落的高度。

（1）由勻變速直線運動規律

v2－0＝2al

代入數據解得：a＝200 m/s2.

(2)由牛頓第二定律F＝ma

代入數據解得：F＝4 N.

(3)由平拋運動規律：在水平方向x＝v

在豎直方向：

聯立解得：h＝0.2 m