Question

(11分)如圖所示，質量為m的小球P位于距水平地面高度H處，在水平地面的上方存在一定厚度的“減速區(qū)域”，如圖中的虛線部分。當小球進入 “減速區(qū)域”后將受到豎直向上的恒定作用力F，F=5mg， F對小球的作用剛好使從靜止釋放的小球不與水平地面接觸。H=25m，g=10m／s²。不考慮空氣阻力。求：　　

(1)“減速區(qū)域”的厚度h=?

(2)小球從靜止釋放后能否再回到P點?若能，求經過的時間；若不能，說明理由。

Answer 1

（1）物體在下落的過程中，先做自由落體運動，在做勻減速直線運動后，速度為0，設“減速區(qū)域”的厚度為h

在做自由落體運動的過程中有：         …………………………………①

                                            …………………………………②

在“減速區(qū)域”內做勻減速直線運動后，速度為0由牛頓第二定律有：

            …………………………………③

由運動公式有：                         …………………………………④

解得：                                …………………………………⑤

（2）小球從靜止釋放后能再回到P點，小球在上升的過程中，先做勻加速直線運動，再做勻減速直線運動

   在加速運動的過程中，有：        …………………………………⑥

                                      …………………………………⑦

在減速運動過程中，有：    …………………………………⑧

                                  …………………………………⑨

經過的時間為：             …………………………………⑩