Question

如圖所示，一個(gè)注滿水的光滑玻璃管中有一個(gè)紅蠟塊（圖中黑色矩形），豎直玻璃管，蠟塊在水中會(huì)緩慢上浮，將玻璃管安裝在小車上并置于水平光滑導(dǎo)軌．
 
（1）給小車一個(gè)初速度，頻閃照相獲得的蠟塊位置變化如圖a，則玻璃管靜止時(shí)，蠟塊在水中上浮的運(yùn)動(dòng)應(yīng)最接近

 

運(yùn)動(dòng)（填寫運(yùn)動(dòng)的名稱）．
（2）若小車一端連接細(xì)線繞過光滑定滑輪懸掛小物體，如圖b．從A位置靜止釋放小車，經(jīng)過一段時(shí)間后，小車運(yùn)動(dòng)到虛線表示的B位置，試在圖中建立的坐標(biāo)系中，畫出蠟塊的大致運(yùn)動(dòng)軌跡．
（3）若測得2）中小車前進(jìn)距離S，蠟塊上升高度h及豎直上升速度v，則可知小車加速度大小為

 

．

Answer 1

分析：（1）通過合運(yùn)動(dòng)的軌跡以及水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得出豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．
（2）根據(jù)水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，作出運(yùn)動(dòng)的大致軌跡．
（3）根據(jù)豎直方向求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，通過等時(shí)性，結(jié)合水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求出加速度的大小．

解答：解：（1）給小車一個(gè)初速度，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)楹线\(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，知豎直方向上的運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)．所以蠟塊在水中的上浮的運(yùn)動(dòng)最接近勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）若小車一端連接細(xì)線繞過光滑定滑輪懸掛小物體，小車在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則蠟塊在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)加速度的方向大致指向軌跡彎曲的一向，大致作出運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示．
（3）在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=

h

v

，根據(jù)等時(shí)性有：S=

1

2

at2，解得a=

2S

t2

=

2Sv2

h2

．
故答案為：（1）勻速直線
（2）如圖

（3）

2Sv2

h2

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，各分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性，互不干擾．