如图所示.长L=75 cm的静止竖直筒中有一不计大小的小球.筒与球的总质量为4 kg.现对筒施加一大小为21 N.竖直向下的恒力.使筒竖直向下运动.经t=0.5 s时间.小球恰好位于筒口.求小球的质量. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，长L=75 cm的静止竖直筒中有一不计大小的小球，筒与球的总质量为4 kg，现对筒施加一大小为21 N、竖直向下的恒力，使筒竖直向下运动，经t=0.5 s时间，小球恰好位于筒口，求小球的质量。

解：设筒与球的总质量为M，小球的质量为m
筒在重力及恒力F的共同作用下竖直向下做初速度为零的匀加速运动，设加速度为a；小球做自由落体运动，设在时间t内小球与筒的位移分别为h₁和h₂，如图所示（小球视为质点）

对小球：

对筒：

而h₂-h₁=L
代入数据求得a=16 m/s²对筒，由牛顿第二定律得：F+(M-m)g=(M-m)a
代入数据得m=0.5 kg

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