Question

如圖所示，質量m=2.0kg的金屬塊（可視為質點）靜止在高h=1.8m的光滑水平臺面上．現用水平恒力F=9.0N拉動金屬塊，當金屬塊向右運動s=4.0m時撤去拉力F，之后金屬塊在臺面上滑行一段距離后飛離臺面．空氣阻力忽略不計，g取10m/s²．求：
（1）金屬塊離開臺面時的速度大小v；
（2）金屬塊落地點距臺面邊緣的水平距離L；
（3）金屬塊落地時速度方向與豎直方向的夾角θ．

Answer 1

（1）金屬塊從靜止到飛出平臺的過程中，
由動能定理得：Fs=

1

2

mv²-0，
金屬塊離開平臺時的速度v=

2Fs m

=

2×9×4 2

=6.0m/s；
（2）金屬塊離開平臺后做平拋運動，
在豎直方向：h=

1

2

gt²，t=

2h g

=

2×1.8 10

=0.6s，
水平方向：L=vt=6×0.6=3.6m；
（3）金屬塊落地時，tanθ=

v

vy

=

v

gt

=

6

10×0.6

=1，
則夾角θ=45°；
答：（1）金屬塊離開臺面時的速度大小為6.0m/s；
（2）金屬塊落地點距臺面邊緣的水平距離為3.6m；
（3）金屬塊落地時速度方向與豎直方向的夾角θ為45°．