题目内容
20.质量为m=2kg的物体在光滑的水平面上运动,在水平面上建立Oxy坐标系,t=0时,物体位于坐标系的原点O.物体在x轴和y轴方向的分速度vx、vy随时间t变化图线如图甲、乙所示.已知sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:(1)t=3.0s时物体受到的合外力.
(2)t=8.0s时的物体速度.
(3)t=8.0s时物体的位置坐标x和y.
分析 x方向是匀速直线运动;y方向是初速度为零的匀加速直线运动,两个的运动是独立互不影响,具有等时性,所求的加速度、速度、位移是由两个运动方向上分量合成量,注意物理量的方向.
解答 解:(1)由图可知,物体在x轴方向做匀速直线运动,在y轴方向作初速度为零的匀加速直线运动,加速度为:$a=\frac{△v}{△t}=0.5m/{s^2}$
t=3.0 s时刻,物体受合外力F=ma=1.0 N
故t=3.0s时物体受到的合外力大小为1.0N,方向沿y轴正方向.
(2)由图可知:t=8.0 s时,vx=3.0m/s,vy=4.0m/s
物体的速度大小为:$v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=5.0m/s$
速度方向与x轴正向夹角设为α,$tanα=\frac{v_y}{v_x}=\frac{4}{3}$;则α=53°
故t=8.0s时的物体速度的大小为5m/s,方向如图所示
(3)t=8.0 s时,物体的位置坐标为:
x=vxt=24.0 m
y=$\frac{0+{v}_{y}}{2}t$=16.0m
故t=8.0s时物体的位置坐标x=24.0m和y=16.0m.
答:(1)t=3.0s时物体受到的合外力大小为1.0N,方向沿y轴正方向;
(2)t=8.0s时的物体速度的大小为5m/s,方向如图所示;
(3)t=8.0s时物体的位置坐标x=24.0m和y=16.0m. $y=\frac{1}{2}{a_y}t_{\;}^2=16m$
点评 考查的①是运动的合成与分解指加速度、速度、位移的合成与分解,都遵循平行四边形定则,使复杂的曲线运动变为简单的直线运动;
分运动:x方向的运动和y方向的运动;合运动指物体的实际运动.
利用分运动与合运动具有相互独立、互不影响,等时性,先求分运动的量,然后合成实际运动的物理量.
②是牛顿第二定律的两类问题.
A. | 只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率 | |
B. | 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 | |
C. | 地球上接收到离地球远去的遥远星球发出的光的波长要变长 | |
D. | 全息照相利用了干涉原理 |
A. | 拉力F的大小为4N | B. | 物体的质量m为2kg | ||
C. | 物体克服摩擦力做功为24J | D. | 拉力做的功为156J |
A. | 条形磁铁内部的磁感线方向从N极指向S极 | |
B. | 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度为零 | |
C. | 两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的 | |
D. | 在磁感应强度为B的磁场中,穿过面枳为S的平面的磁通量为Φ=BS |
A. | 0 | B. | 6m | C. | 9m | D. | 无法判断 |