如圖所示,長L=75cm的質(zhì)量m=2kg的平底玻璃管底部置有一玻璃小球,玻璃管從靜止開始受到一豎直向下的恒力F=12N的作用,使玻璃管豎直向下運動,經(jīng)一段時間t,小球離開管口.空氣阻力不計,取g=10m/s2.求:時間t和小球離開玻璃管時玻璃管的速度的大。
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設(shè)玻璃管向下運動的加速度為a,對玻璃管受力分析由牛頓第二定律得,F(xiàn)+mg=ma①
設(shè)玻璃球和玻璃管向下運動的位移分別為s1、s2時,玻璃球離開玻璃管,
由題意得,s2-s1=L②
由玻璃球作自由落體運動得,s1=
1
2
gt2

由玻璃管向下加速運動得,s2=
1
2
at2

玻璃球離開玻璃管時,玻璃管的速度v=at⑤
由①~⑤式解得,t=0.5s,v=8m/s.
答:時間t為0.5s,小球離開玻璃管時玻璃管的速度的大小為8m/s.
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