Question

如圖所示為一塊涂有碳黑的玻璃板,質量為2 kg,在拉力F的作用下,由靜止開始豎直向上做勻變速運動,一個裝有水平振針的頻率為5 Hz的固定電動音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線,量得OA=1 cm,OB=4 cm,OC=9 cm,試求外力的大小.(g取10 m/s²)

Answer 1

F=24 N

解析：根據題意可知振針的周期為T=1/5 s=0.2 s,圖中OA、AB、BC三段,均為半個周期的運動情況,所以運動時間為t=T/2=0.1 s,玻璃板的運動為勻變速運動,設其加速度為a,則由運動學公式可得:

a=×10^-2 m/s²=2 m/s²,

由牛頓第二定律得:F=mg+ma=24 N.