Question

某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實驗：如圖1所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R．將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點以速度v=8cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動．同學(xué)們測出某時刻R的坐標(biāo)為（3，8），此時R的速度大小為______cm/s，R在上升過程中運(yùn)動軌跡的示意圖是______．（R視為質(zhì)點）

Answer 1

【答案】分析：小圓柱體紅蠟快同時參與兩個運(yùn)動：y軸方向的勻速直線運(yùn)動，x軸方向的初速為零的勻加速直線運(yùn)動．知道了位置坐標(biāo)，由y方向可求運(yùn)動時間，接著由x方向求加速度、求v_x，再由速度合成求此時的速度大�。�由合外力指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)來判斷運(yùn)動軌跡．
解答：解：小圓柱體R在y軸豎直方向做勻速運(yùn)動，有：y=vt，∴t==s=1s，
在x軸水平方向做初速為0的勻加速直線運(yùn)動，有：x=at²，解得：a== 
 則水平方向的速度為v=at=6×1cm/s=6cm/s
∴R的速度大小：v=
因合外力沿x軸，由合外力指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)來判斷軌跡示意圖是D．
故答案為：10，D．
點評：分析好小圓柱體的兩個分運(yùn)動，由運(yùn)動的合成與分解求其合速度；討論兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動的性質(zhì)，要看兩個分運(yùn)動的合加速度與兩個分運(yùn)動的合速度是否在一條直線上，如果在一條直線上，則合運(yùn)動是直線運(yùn)動，否則為曲線運(yùn)動，由合外力的方向判斷曲線彎曲的方向．