Question

在細(xì)線拉力F作用下，質(zhì)量m=1.0kg的物體由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，速度-時(shí)間圖象如圖所示，取重力加速度g=10m/s²，求：

（1）在這4s內(nèi)細(xì)線對(duì)物體拉力F的最大值、最小值
（2）在F-t圖象中畫出拉力F隨時(shí)間變化的圖線．

Answer 1

【答案】分析：（1）物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；根據(jù)圖象求出每段過程中的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出每段過程中的拉力，從而得出拉力的最大值和最小值．
（2）根據(jù)第一問中求出的拉力大小，畫出拉力F隨時(shí)間變化的圖線．
解答：解：（1）t=0至t=1s內(nèi)，物體加速上升，產(chǎn)生超重現(xiàn)象
加速度大小，方向向上
由牛頓第二定律，有 F₁-mg=ma₁
拉力最大值F₁=mg+ma₁=15N
t=1s至t=2s內(nèi)，物體勻速上升，拉力F₂=mg=10N
t=2s至t=4s內(nèi)，物體減速上升，產(chǎn)生失重現(xiàn)象
加速度，負(fù)號(hào)表明方向向下
由牛頓第二定律，有 F₃-mg=ma₃
拉力最小值F₁=mg+ma₃=10N+1.0×（-2.5）N=7.5N
（2）如圖所示   

答：（1）在這4s內(nèi)細(xì)線對(duì)物體拉力F的最大值為15N，最小值為7.5N；
（2）如圖所示．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵會(huì)根據(jù)速度時(shí)間圖線求出加速度，以及會(huì)運(yùn)用牛頓第二定律求拉力．