Question

12分）如圖所示，質量為m的小球位于距水平地面高度H處的P點，在水平地面的上方存在一定厚度的“作用力區域”，如圖中的虛線部分。當小球進入“作用力區域”后將受到豎直向上的恒定作用力F，F＝6mg，F對小球的作用剛好使從P點靜止釋放的小球不與水平地面接觸。H＝24 m，g＝10m/s²。 求：作用力區域的厚度h＝？

Answer 1

h＝4 m

解析試題分析：小球在作用力區域上方運動的運動是自由落體運動，設運動時間是t₁，進入時的速度是v，在作用力區域內運動是勻減速運動，設加速度大小是a，運動時間是t₂，則
v＝g t₁    ①
0＝v－a t₂   ②
即g t₁＝a t₂
a＝   ③
t₁＝5 t₂
     ④

       ⑤

解得t₁＝2s    t₂＝0.4 s，
     h＝4 m         ⑥
考點：牛頓第二定律，運動學公式，受力分析
點評：學生明確小球在進入作用力區域前做自由落體運動，進入后做勻減速直線運動，到地面時速度恰好減為零。