Question

如图甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的细杆水平固定，某金属小球穿在细杆上静止于细杆左端，现有水平

如图甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的细杆水平固定，某金属小球穿在细杆上静止于细杆左端，现有水平向右的风力F作用于小球上，风力F随时间t变化的F-t图象如图乙所示，小球沿细杆运动的v-t图象如图丙所示，取g=10m/s2，试求：（1）在0～5s内风力所做的功；（2）小球的质量．

Answer 1

（1）由图象可知0-2s为加速阶段，
a=

v?0

t

＝

2

2

＝1m/s2，
0-2s内的位移：x1＝

1

2

at22＝

1

2

×1×4＝2m，
2-5s内的位移：x₂=vt₂=2×3=6m，
则风力做功为：
W=F₁x₁+F₂x₂=18J
（2）由图象可知2-5s为匀速运动，则f=F₂=2N
0-2s做匀加速运动，根据牛顿第二定律得：
F₁-f=ma
解得：m=1kg
答：（1）在0～5s内风力所做的功为18J；
（2）小球的质量为1kg．