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如图，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为m=2kg，管长为L=24m，M、N为空管的上、下两端，空管受到F=16N竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做加速运动，空管下落的同时，在M处将一个大小不计的小球，沿管的轴线以大小为v₀=10m/s初速度竖直上抛，不计空气阻力．取g=10m/s²．求小球经过多长时间从管的N端穿出？

解：对管，根据牛顿第二定律，有
mg-F=ma
根据运动学公式，有
h= $\text{[math]}$ at²
对小球，以向上为正，根据位移时间公式，有
-（h+L）=v₀t- $\text{[math]}$ gt²
解得：t=4s
答：经过4s时间小球从管的N端穿出．
分析：管匀加速下降，球先减速下降后加上升，整个过程为匀变速运动，根据位移时间公式结合几何关系列式求解即可
点评：本题关键要将小球运动的整个过程看成匀变速直线运动，如果分段考虑，将使问题变得复杂化．

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科目：高中物理 来源： 题型：

（2011?天门二模）如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为2kg，管长为24m，M、N为空管的上、下两端，空管受到F=16N竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度v₀竖直上抛，不计一切阻力，取g=10m/s²．求：
（1）若小球上抛的初速度为10m/s，经过多长时间从管的N端穿出？
（2）若此空管的N端距离地面64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度v₀大小的范围．

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，离地面足够高处有一用绳连接的竖直空管，管长为24m，M、N为空管的上、下两端，空管以a=2m/s²的加速度由静止开始竖直向下做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度v₀竖直上抛，不计一切阻力，取g=10m/s²．求：
（1）若小球上抛的初速度为10m/s，3s内小球的位移
（2）若小球上抛的初速度为10m/s，小球经过多长时间从管的N端穿出
（3）若此空管静止时N端离地64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度v₀大小的范围．