Question

一塊涂有碳黑的玻璃板，質(zhì)量為2kg，在拉力F作用下由靜止起豎直向上勻加速運動．一個裝有指針的、振動頻率為5Hz的電動音叉在玻璃板上畫出如圖所示的曲線，量出AB=1.5cm，BC=2.5cm，CD=3.5cm，求：
（1）拉力的大��；
（2）自玻璃板開始運動起，經(jīng)過多長時間才開始接通電動音叉的電源？
（3）電動音叉的指針開始振動時，玻璃板的即時速度多大？

Answer 1

解：（1）設板豎直向上的加速度為a，則有：s_BC-s_AB=aT²�、�
其中：T=0.1s…②
由牛頓第二定律得：F-mg=ma…③
解①②③可求得：F=22N．
（3）根據(jù)位移時間關系公式，有：
s_AB=v_AT+aT²
s_BC+s_AB=v_A?2T+a（2T）²
聯(lián)立解得：a=1m/s²，v_A=0.1m/s
（2）根據(jù)速度時間關系公式，有：v_A=at，解得：t=0.1s；
答：（1）拉力的大小為22N；
（2）自玻璃板開始運動起，經(jīng)過0.1s時間才開始接通電動音叉的電源；
（3）電動音叉的指針開始振動時，玻璃板的即時速度為0.1m/s．
分析：（1）從固定電動音叉在玻璃上畫出的曲線看出AB、BC、CD間對應的時間均為半個周期，玻璃板又做勻加速運動，根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=aT²求出加速度，再由牛頓第二定律求解外力F的大�。�
（2）（3）對AB和AC段根據(jù)運動學公式列式求解得到A點對應的玻璃板速度，根據(jù)速度時間關系公式求解從玻璃板開始運動到電動音叉開始運動的時間．
點評：本題一要抓住音叉振動與玻璃板運動的同時性，AB、BC、BC對應于音叉振動半個周期．二是利用打點計時器測加速度的原理求解加速度．