Question

12分）如圖所示，質(zhì)量為m的小球位于距水平地面高度H處的P點(diǎn)，在水平地面的上方存在一定厚度的“作用力區(qū)域”，如圖中的虛線部分。當(dāng)小球進(jìn)入“作用力區(qū)域”后將受到豎直向上的恒定作用力F，F(xiàn)＝6mg，F(xiàn)對(duì)小球的作用剛好使從P點(diǎn)靜止釋放的小球不與水平地面接觸。H＝24 m，g＝10m/s²。 求：作用力區(qū)域的厚度h＝？

Answer 1

h＝4 m

試題分析：小球在作用力區(qū)域上方運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間是t₁，進(jìn)入時(shí)的速度是v，在作用力區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)是勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小是a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間是t₂，則
v＝g t₁    ①
0＝v－a t₂   ②
即g t₁＝a t₂
a＝   ③
t₁＝5 t₂
     ④

       ⑤

解得t₁＝2s    t₂＝0.4 s，
     h＝4 m         ⑥
點(diǎn)評(píng)：學(xué)生明確小球在進(jìn)入作用力區(qū)域前做自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到地面時(shí)速度恰好減為零。