Question

（12分）風洞實驗室能產生大小和方向均可改變的風力．如圖所示，在風洞實驗室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐標系．質量m=0.5kg的小球以初速度v₀=0.40m/s從O點沿x軸正方向運動，在0~2.0s內受到一個沿y軸正方向、大小F₁=0.20N的風力作用；小球運動2.0s后風力方向變為y軸負方向、大小變為F₂=0.10N（圖中未畫出）．試求：

（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s內運動的位移大小；
（2）風力F₂作用多長時間，小球的速度變為與初速度相同；

Answer 1

（1）1.1m      （2）4.0s

試題分析：（1）設在0~ 2.0s內小球運動的加速度為a₁，則  （2分）
2.0s末小球在y方向的速度        （1分）
代入數據解得 m/s       （1分）
沿x軸方向運動的位移      （1分）
沿y軸方向運動的位移         （1分）
2.0s內運動的位移       （1分）
代入數據解得       （1分）
（2）設2.0s后小球運動的加速度為a₂，F₂的作用時間為t₂時小球的速度變為與初速度相同．則
       （2分）
      （1分）
代入數據解得       （1分）