如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向...

如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上做匀加速运动．一个装有水平振针的振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃上画出了图示曲线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm，求外力F的大小．（g取10m/s²）

从固定电动音叉在玻璃上画出的曲线看出OA、AB、BC间对应的时间均为半个周期，玻璃板又做匀加速运动，根据匀变速直线运动的推论△x=aT2求出加速度，再由牛顿第二定律求解外力F的大小．【解析】在力F作用下，玻璃板向上作匀加速运动，图示OC间曲线所反映出的是振动的音叉振动位移随时间变化的规律，其中直线OC代表音叉振动1.5个周期内玻璃板运动的位移，而OA、AB、BC间对应的时间均为0.5个周期，即t===0.1s．故可利用匀加速直线运动的规律--连续相等时间内的位移差等于恒量即△x=aT2来求加速度．设板竖直向上的加速度为a，则有： sBA-sAO=aT2 即 sBO-sAO-sAO=aT2…① 其中T=s=0.1s…② 由牛顿第二定律得 F-mg=ma…③ 解①②③可求得：F=24N．答：外力F的大小为24N．

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考点分析：

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试题属性

题型：解答题
难度：中等