如图*所示,光滑水平面上的O处有一质量为m=2kg物体.物体同时受到两个水平力的作用,F1=4N,方向向右,F...
问题详情:
如图*所示,光滑水平面上的O处有一质量为m=2 kg物体.物体同时受到两个水平力的作用,F1=4 N,方向向右,F2的方向向左,大小如图乙所示,s为物体相对O的位移.物体从静止开始运动,问:
(1) 当位移为s=0.5 m时物体的加速度多大?
(2) 物体在s=0到s=2 m内什么位置物体的速度最大?最大速度为多少?
【回答】
解析(1)由题图乙可知F2与s的函数关系式为:
F2=(2+2s) N
当s=0.5 m时,F2=(2+2×0.5) N=3 N (2分)
F1-F2=ma (1分)
a== m/s2=0.5 m/s2 (2分)
(2)物体所受的合力为F合=F1-F2=[4-(2+2s)] N=(2-2s) N (1分)
作出F合-s图象如图所示, 从图中可以看出
当物体的合外力为零时 s=1 m时,
加速度为零,此时速度最大. (2分)
从s=0至s=1 m合力所做的功为
W合=F合s=×2×1 J=1 J (2分)
根据动能定理,有
Ek=W合=mv2=1 J (1分)
所以物体的最大速度为
v= = m/s=1 m/s (1分)
知识点:专题四 功和能
题型:计算题