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如圖5-1所示，長L=75cm的靜止直筒中有一不計大小的小球，筒與球的總質量為4千克，現對筒施加一豎直向下、大小為21牛的恒力，使筒豎直向下運動，經t=0.5秒時間，小球恰好躍出筒口。求：小球的質量。（取g=10m/s2）

分析與解：筒受到豎直向下的力作用后做豎直向下的勻加速運動，且加速度大于重力加速度。而小球則是在筒內做自由落體運動。小球躍出筒口時，筒的位移比小球的位移多一個筒的長度。

設筒與小球的總質量為M，小球的質量為m，筒在重力及恒力的共同作用下豎直向下做初速為零的勻加速運動，設加速度為a；小球做自由落體運動。設在時間t內，筒與小球的位移分別為h1、h2（球可視為質點）如圖5-2所示。

由運動學公式得：

　　

又有：L=h1-h2 代入數據解得：a=16米/秒2

又因為筒受到重力(M-m)g和向下作用力F，據牛頓第二定律：

F+(M-m)g=(M-m)a　得：

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16-5-1所示，長為L、質量為M的小船停在靜水中，質量為m的人從靜止開始從船頭走到船尾，不計水的阻力，求船和人對地面的位移各為多少？

圖16-5-1

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-1所示，長L=75cm的靜止直筒中有一不計大小的小球，筒與球的總質量為4千克，現對筒施加一豎直向下、大小為21牛的恒力，使筒豎直向下運動，經t=0.5秒時間，小球恰好躍出筒口。求：小球的質量。（取g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在光滑的水平桌面上有一長L=2米的木板C，它的兩端各有一塊檔板，C的質量mC=5千克，在C的正中央并排放著兩個可視為質點的滑塊A和B，質量分別為mA=1千克，mB=4千克。開始時，A、B、C都處于靜止，并且A、B間夾有少量塑膠炸藥，如圖15-1所示。炸藥爆炸使滑塊A以6米/秒的速度水平向左滑動，如果A、B與C間的摩擦可忽略，兩滑塊中任一塊與檔板碰撞后都與擋板結合成一體，爆炸和碰撞所需時間都可忽略。

(1)當兩滑塊都與檔板相碰撞后，板C的速度多大?

(2)到兩個滑塊都與檔板碰撞為止，板的位移大小和方向如何?

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科目：高中物理 來源：2011屆貴州省高三五校第五次聯考（理綜）物理部分 題型：實驗題

（8分）A、B兩位同學在看到了這樣一個結論：“由理論分析可得，彈簧的彈性勢能公式為（式中k為彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量）”。為驗證這一結論，A、B兩位同學設計了如下的實驗：
①首先他們都進行了如上圖5甲所示的實驗：將一根輕質彈簧豎直掛起，在彈簧的另一端掛上一個已知質量為m的小鐵球，穩定后測得彈簧伸長量為d；
②A同學完成步驟①后，接著進行了如圖5乙所示的實驗：將這根彈簧豎直的固定在水平桌面上，并把小鐵球放在彈簧上，然后豎直地套上一根帶有插銷孔的長透明塑料管，利用插銷壓縮彈簧；拔掉插銷時，彈簧對小鐵球做功，使小鐵球彈起，測得彈簧的壓縮量為x時，小鐵球上升的最大高度為H.
③B同學完成步驟①后，接著進行了如圖5丙所示的實驗. 將這根彈簧放在一光滑水平桌面上，一端固定在豎直墻上，另一端被小球壓縮，測得壓縮量為x，釋放彈簧后，小球從高為h的桌面上水平拋出，拋出的水平距離為L.

（1）A、B兩位同學進行圖5甲所示實驗的目的是為了確定物理量：     ，用m、d、g表示所求的物理量：        .
（2）如果成立，那么A同學測出的物理量x與d、H的關系式是：x=    ；B同學測出的物理量x與d、h、L的關系式是：x=   .

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