题目内容
在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy,质量为1kg的物体原来静止在坐标原点O(0,0),t=0时受到如图所示随时间变化的外力作用,图甲中Fx表示沿x轴方向的外力,图乙中Fy表示沿y轴方向的外力,下列描述正确的是( )
A、0~4s内物体的运动轨迹是一条直线 | B、0~4s内物体的运动轨迹是一条抛物线 | C、前2s内物体做匀加速直线运动,后2s内物体做匀变速曲线运动 | D、物体在4s末时的位置坐标为(12m,8 m) |
分析:对物体受力分析可知,在前2s内物体受到的合力的大小为2N,沿着x轴的正方向,此时物体做的是匀加速直线运动,速度的方向也是沿x轴正方向的,在2-4s内物体受到的合力的方向沿着y轴的正方向,此时与初速度的方向垂直,物体做的是匀加速曲线运动.
解答:解:ABC、分析物体的受力和运动可知,物体在前2s内做的是初速度为零的匀加速直线运动,速度的方向是沿着x轴正方向的,在2-4s内物体受到的合力的方向沿着y轴的正方向,此时与初速度的方向垂直,物体做的是匀加速曲线运动,所以AB错误,C正确.
D、由牛顿第二定律得:a1=
=
=2m/s2
速度的方向是沿着x轴正方向的,
2s末的速度:v1=a1t1=2×2m/s=4m/s
2s内位移:x1=
t1=
×2=4m
在2-4s内物体受到的合力的方向沿着y轴的正方向,
由牛顿第二定律得:a2=
=
=2m/s2
沿x轴做匀速直线运动,位移为:x2=v1t2=4×2m=8m
4s内沿x轴的位移为:x=x1+x2=12m
沿y 轴方向运动的位移为:y=
a2t22=4m
所以4s末物体坐标为(12m,4m),故D错误.
故选:C.
D、由牛顿第二定律得:a1=
F1 |
m |
2 |
1 |
速度的方向是沿着x轴正方向的,
2s末的速度:v1=a1t1=2×2m/s=4m/s
2s内位移:x1=
v1 |
2 |
4 |
2 |
在2-4s内物体受到的合力的方向沿着y轴的正方向,
由牛顿第二定律得:a2=
F2 |
m |
2 |
1 |
沿x轴做匀速直线运动,位移为:x2=v1t2=4×2m=8m
4s内沿x轴的位移为:x=x1+x2=12m
沿y 轴方向运动的位移为:y=
1 |
2 |
所以4s末物体坐标为(12m,4m),故D错误.
故选:C.
点评:物体在不同的时刻受到的作用力是不一样的,注意分析清楚受力的方向与物体的速度分析之间的关系,即可判断物体的运动状态.
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