Question

如圖所示，一塊涂有炭黑的玻璃板，質(zhì)量為2 kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．一個(gè)裝有水平振針的振動(dòng)頻率為5 Hz的固定電動(dòng)音叉（其振幅可以變化，但頻率保持不變）在玻璃板上畫出了圖示曲線，量得OA=1 cm，OB=4 cm，求OC的長(zhǎng)度和外力F的大小．（g取10 m/s²）

Answer 1

解：在拉力F的作用下，玻璃板向上加速，圖中OC間曲線所反映出的是振動(dòng)的音叉振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，其中直線OC代表音叉振動(dòng)1.5個(gè)周期內(nèi)玻璃板運(yùn)動(dòng)的位移，而OA，AB，BC間對(duì)應(yīng)的時(shí)間均為0.5個(gè)周期，即t == 0.1 s
由題目數(shù)據(jù)知AB=OB-OA=3 cm=0.03 m，AB-OA=at² 
得a=2 m/s²  
同理知BC-AB=at²，則BC=5 cm，OC=OB+BC=9 cm
由牛頓第二定律得F-mg=ma
可得F=24 N