Question

风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示，在风洞实验室中有足够大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐标系．质量m=0.5kg的小球以初速度v₀=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动，在0-2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F₁=0.20N的风力作用；小球运动2.0s后风力变为F₂（大小求知），方向为y轴负方向，又经过2.0s小球回到x轴。求

（1）2.0s末小球在y方向的速度；

（2）风力F₂作用多长时间后，小球的速度变为与初速度相同；

（3）小球回到x轴上时的动能。

 

Answer 1

解：（1）小球在y轴方向的加速度为，2s末速度大小为

                                  (2分)

                                  (2分)

              (2)在作用下，经过2s，小球沿y轴运动的距离为y

                  则             (2分)

                在作用下，小球加速度为，经过2s小球回到x轴。

                                               (3分)

                       解得：        

           在作用下，经过时间t小球在y轴方向速度为零时，小球速度与初速度相同

                                                       (3分)

                      解得：                               (2分)

                （3）当小球回到x轴上时，沿y轴的速度为

                           (2分)

       小球动能为：     (2分)