Question

2．物塊A的質(zhì)量為2kg，放在水平面上，在水平力F作用下由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，水平力F隨物塊的位移s變化的規(guī)律如圖所示，最后物塊停在距出發(fā)點(diǎn)28m處．求：
（1）物塊A在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力大�。�
（2）物塊開始運(yùn)動(dòng)后5s末的速度大��；
（3）簡要說明物塊在12m～23m之間做何種運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）對(duì)全程運(yùn)用動(dòng)能定理，求出物塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力大�。�
（2）根據(jù)牛頓第二定律分別求出各段過程中的加速度．根據(jù)位移時(shí)間公式求出勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，確定物塊A5s后處于哪一階段，結(jié)合速度時(shí)間公式求出5s末的速度．

解答 解：（1）由動(dòng)能定理有：F₁S₁+F₂S₂=fS   
代入數(shù)據(jù)得：f=5N    
（2）勻加速過程有：F₁-f=ma₁ 
代入數(shù)據(jù)解得：a₁=1.5m/s； 
勻減速過程有：F₂-f=ma₂  
代入數(shù)據(jù)解得：a₂=-0.5m/s；
勻減速過程有：-f=ma₃  
代入數(shù)據(jù)解得：a₃=-2.5m/s．
在勻加速過程中，根據(jù)${x}_{1}=\frac{1}{2}{{a}_{1}t}_{1}^{2}$得：${t}_{1}=\sqrt{\frac{2×12}{1.5}}s=4s$，
則t=4s，v=a₁t₁=1.5×4m/s=6m/s；
 所以5s末在第二階段中，得：v′=v+a₂t′=6-0.5×1m/s=5.5m/s．
 答：（1）物塊A在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力為5N；
（2）物塊A在開始運(yùn)動(dòng)后5s末的速度大小為5.5m/s．
（3）初速度為6m/s，加速度為-0.5m/s²的勻減速直線運(yùn)動(dòng)

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)能定理和牛頓第二定律的綜合運(yùn)用，運(yùn)用動(dòng)能定理解題關(guān)鍵選擇好研究的過程，分析過程中有哪些力做功．運(yùn)用動(dòng)力學(xué)解題關(guān)鍵理清物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合求解．