Question

如圖所示，一個注滿水的光滑玻璃管中有一個紅蠟塊（圖中黑色矩形），豎直玻璃管，蠟塊在水中會緩慢上浮，將玻璃管安裝在小車上并置于水平光滑導軌．
 
（1）給小車一個初速度，頻閃照相獲得的蠟塊位置變化如圖a，則玻璃管靜止時，蠟塊在水中上浮的運動應最接近

 

運動（填寫運動的名稱）．
（2）若小車一端連接細線繞過光滑定滑輪懸掛小物體，如圖b．從A位置靜止釋放小車，經過一段時間后，小車運動到虛線表示的B位置，試在圖中建立的坐標系中，畫出蠟塊的大致運動軌跡．
（3）若測得2）中小車前進距離S，蠟塊上升高度h及豎直上升速度v，則可知小車加速度大小為

 

．

Answer 1

分析：（1）通過合運動的軌跡以及水平方向上的運動規律，得出豎直方向上的運動規律．
（2）根據水平方向上做勻加速直線運動，在豎直方向上做勻速直線運動，作出運動的大致軌跡．
（3）根據豎直方向求出運動的時間，通過等時性，結合水平方向做勻加速直線運動，求出加速度的大小．

解答：解：（1）給小車一個初速度，小車做勻速直線運動，因為合運動是直線運動，知豎直方向上的運動為勻速直線運動．所以蠟塊在水中的上浮的運動最接近勻速直線運動．
（2）若小車一端連接細線繞過光滑定滑輪懸掛小物體，小車在水平方向上做勻加速直線運動，則蠟塊在水平方向做勻加速直線運動，在豎直方向上做勻速直線運動，根據加速度的方向大致指向軌跡彎曲的一向，大致作出運動的軌跡，如圖所示．
（3）在豎直方向上的運動時間t=

h

v

，根據等時性有：S=

1

2

at2，解得a=

2S

t2

=

2Sv2

h2

．
故答案為：（1）勻速直線
（2）如圖

（3）

2Sv2

h2

點評：解決本題的關鍵知道分運動與合運動具有等時性，各分運動具有獨立性，互不干擾．