Question

【題目】在研究“運動的合成與分解”的實驗中，如圖甲所示，在一端封閉、長約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放置一個蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊。然后將這個玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時，將玻璃管水平向右移動，假設(shè)從某時刻開始計時，蠟塊在玻璃管內(nèi)每1 s上升的距離都是20cm，玻璃管向右勻加速平移，每1s通過的水平位移依次是5cm、15cm、25cm、35cm。圖乙中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管運動的水平位移，t=0時蠟塊位于坐標(biāo)原點。

(1)請在圖乙中畫出蠟塊4s內(nèi)的運動軌跡;

(2)求出玻璃管向右平移的加速度;

(3)求t=2 s時蠟塊的速度v.

Answer 1

【答案】(1) (2)a=0.1m/s2 (3)

【解析】

根據(jù)蠟塊水平方向和豎直方向上每段時間內(nèi)的位移作出蠟塊的軌跡．根據(jù)水平方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大小．蠟塊在豎直方向上做勻速直線運動，水平方向上做勻加速直線運動，分別求出2末水平方向和豎直方向上的分速度，根據(jù)平行四邊形定則求出速度的大小．

（1）蠟塊在豎直方向做勻速直線運動，在水平方向向右做勻加速直線運動，根據(jù)題中的數(shù)據(jù)畫出蠟塊4s內(nèi)的運動軌跡．根據(jù)題意，進(jìn)行描點，然后平滑連接，如圖所示；

（2）由于玻璃管向右為勻加速平移，根據(jù)可求得加速度，由題中數(shù)據(jù)可得，相鄰時間間隔為，則；

（3）由運動的獨立性可知，豎直方向的速度為；

水平分速度；

根據(jù)平行四邊形定則得，