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质量m=0.2kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图线如图所示,求:(g取10m/s2)(1)物体的初速度;(2)物体所受的合力;(3)判断物体运动的性质;(4)4s末物体的
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(1)物体的初速度;
(2)物体所受的合力;
(3)判断物体运动的性质;
(4)4s末物体的速度和位移.
▼优质解答
答案和解析
(1)由图读出t=0s时x轴和y轴方向的分速度分别为:0与4m/s,
根据速度的合成可知,物体的初速度为4m/s;
(2)由图看出,物体在y轴方向做匀速直线运动,x轴方向做匀加速运动,则
a=ax=
=
=1m/s2,
由牛顿第二定律得,F合=ma=0.2×1m/s2=0.2N.
(3)由运动的合成可知,物体做初速度为4m/s,加速度为1m/s2,的匀变速曲线运动.
(4)t=4s时,vx=4m/s,vy=4m/s,则v=
=
=4
m/s
tanθ=
=
=1,即速度方向与x轴正方向成45°偏正y方向.
t=4s时,y=vyt=16m,
x=
at2=
×1×42=8m
故S=
=
=8
m,
tanα=
=
=
,α=arctan
,
即位移方向与速度方向与x轴正方向成arctan
偏正y方向.
答:(1)物体的初速度4m/s;
(2)物体所受的合力0.2N;
(3)判断物体运动的性质:初速度为4m/s,加速度为1m/s2,的匀变速曲线运动;
(4)4s末物体的速度4
m/s,与x轴正方向成45°偏正y方向;位移8
m,与x轴正方向成arctan
偏正y方向.
根据速度的合成可知,物体的初速度为4m/s;
(2)由图看出,物体在y轴方向做匀速直线运动,x轴方向做匀加速运动,则
a=ax=
△vx |
△t |
4−0 |
4 |
由牛顿第二定律得,F合=ma=0.2×1m/s2=0.2N.
(3)由运动的合成可知,物体做初速度为4m/s,加速度为1m/s2,的匀变速曲线运动.
(4)t=4s时,vx=4m/s,vy=4m/s,则v=
|
42+42 |
2 |
tanθ=
vy |
vx |
4 |
4 |
t=4s时,y=vyt=16m,
x=
1 |
2 |
1 |
2 |
故S=
x2+y2 |
82+162 |
5 |
tanα=
x |
y |
8 |
16 |
1 |
2 |
1 |
2 |
即位移方向与速度方向与x轴正方向成arctan
1 |
2 |
答:(1)物体的初速度4m/s;
(2)物体所受的合力0.2N;
(3)判断物体运动的性质:初速度为4m/s,加速度为1m/s2,的匀变速曲线运动;
(4)4s末物体的速度4
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