如圖所示，長(zhǎng)L=75 cm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 kg，現(xiàn)對(duì)筒施加一豎直向下、大小為21 N的恒力，使筒豎直向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=0.5s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-h2
代入數(shù)據(jù)解得：a=16 m/s2
又因?yàn)橥彩艿街亓?M-m)g和向下作用力F，據(jù)牛頓第二定律有F+(M-m)g=(M-m)a
代入數(shù)據(jù)得m=0.5 kg
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