Question

5．一个质量m=2kg的物体静止在水平地面上，某时刻受到一个竖直向上、大小F=25N的拉力作用，向上做匀加速直线运动，如图所示．不计空气阻力，取g=10m/s²．求：
（1）物体所受的合力；
（2）物体运动的加速度大小；
（3）物体上升t=4s时间内的位移大小．

Answer 1

分析 （1）先求出物体的重力，根据力的合成即可求出物体所受的合力；
（2）根据牛顿第二定律求出物体运动的加速度大小；
（3）根据位移时间公式求出物体上升的位移大小．

解答 解：（1）物体的重力：
G=mg=10m/s²×2kg=20N，
根据力的合成可得，物体所受的合力：
F_合=F-G=25N-20N=5N，方向竖直向上．
（2）由牛顿第二定律得，物体运动的加速度大小：
a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=$\frac{5}{2}$m/s²=2.5m/s²．
（3）由位移时间公式得，物体上升的位移大小：
x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×2.5×4²m=20m．
答：（1）物体所受的合力为5N，方向竖直向上；
（2）物体运动的加速度大小为2.5m/s²；
（3）物体上升t=4s时间内的位移大小为20m．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，属于基础性题目，比较简单．