Question

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室能產(chǎn)生大小和方向均可改變的風(fēng)力。如圖所示，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐標(biāo)系。質(zhì)量m=0.5kg的小球以初速度v₀=0.40m/s從O點(diǎn)沿x軸正方向運(yùn)動，在0~2.0s內(nèi)受到一個沿y軸正方向、大小F₁=0.20N的風(fēng)力作用；小球運(yùn)動2.0s后風(fēng)力方向變?yōu)閥軸負(fù)方向、大小變?yōu)镕₂=0.10N（圖中未畫出）。試求：
（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s內(nèi)運(yùn)動的位移大�。�
（2）風(fēng)力F₂作用多長時間，小球的速度變?yōu)榕c初速度相同；
（3）小球回到x軸上時的動能。

Answer 1

解：（1）設(shè)在0~2.0s內(nèi)小球運(yùn)動的加速度為a₁，則
2.0s末小球在y方向的速度
代入數(shù)據(jù)解得m/s
沿x軸方向運(yùn)動的位移
沿y軸方向運(yùn)動的位移
2.0s內(nèi)運(yùn)動的位移
代入數(shù)據(jù)解得
（2）設(shè)2.0s后小球運(yùn)動的加速度為a₂，F(xiàn)₂的作用時間為t₂時小球的速度變?yōu)榕c初速度相同，則
，
代入數(shù)據(jù)解得
（3）設(shè)小球回到x軸上時的動能為E_k，由動能定理有
代入數(shù)據(jù)解得E_k=0.28J