如圖所示，長L=75cm的靜止直筒中有一不計(jì)大小的小球，筒與球的總質(zhì)量為4千克，現(xiàn)對筒施加一豎直向下、大小為21牛的恒力，使筒豎直向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=0.5秒時(shí)間，小球恰好躍出筒口。求：小球的質(zhì)量。（取g=10m/s2）
解：設(shè)筒與小球的總質(zhì)量為M，小球的質(zhì)量為m，筒在重力及恒力的共同作用下豎直向下做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a；小球做自由落體運(yùn)動(dòng)。設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，筒與小球的位移分別為h1、h2（球可視為質(zhì)點(diǎn)），如圖所示：
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：，
又有：L=h1－h(huán)2
代入數(shù)據(jù)解得：a=16m/s2
又因?yàn)橥彩艿街亓?M－m)g和向下作用力F，據(jù)牛頓第二定律：F+(M－m)g=(M－m)a
得：
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