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试卷云
风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一次实验中，风洞竖直放置且足够长，质量为m的小球从A点以速度
沿直径水平进入风洞。小球在风洞中运动时受到的风力F恒定，方向竖直向上，风力大小F可在0~3mg间调节。小球可视作质点，碰壁后不反弹，重力加速度g取
，风洞横截面直径
。
（1）当
时，求小球撞击右壁的速度大小和方向；
（2）保持
不变，调节F的大小，求小球撞击右壁的区域长度。
【答案】（1）
，速度方向与水平方向夹角为
；（2）15m
【知识点】类平抛运动、平抛运动速度的计算
【详解】（1）当
时，小球做平抛运动，水平方向有
解得
竖直分速度为
小球撞击右壁的速度大小
令速度与水平方向夹角为
，则有
，
（2）结合上述，当
时，小球做平抛运动，竖直方向的分位移
解得
当
时，根据牛顿第二定律有
小球做类平抛运动，则有
，
解得
则小球撞击右壁的区域长度
