Question

12．一质量为2kg的物体在如图（a）所示的xoy平面上运动，在x方向的速度-时间图象v_x-t图和y方向的位移-时间图象s_y-t图分别如图（b）、（c）所示，则物体的初速度大小为13m/s，前两秒物体所受的合外力大小为10N．

Answer 1

分析 由v-t图象可知物体的速度变化；由x-t图象可知y方向上的位移的变化；由运动的合成和分解可知物体的运动状态，由牛顿第二定律可求得物体的合外力．

解答 解：由v-t图可知，物体在x方向上初速度为：v_x=12m/s，而在y方向上，物体做匀速运动，速度为：${v}_{y}=\frac{△s}{△t}=\frac{2-12}{2-0}=-5m/s$，
物体的初速度为水平速度和竖直速度的合速度，则初速度大小：${v}_{0}=\sqrt{{{v}_{x}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}=\sqrt{144+25}=13m/s$；
由v-t图可知，前2秒，物体的加速度为：$a=\frac{△v}{△t}=\frac{2-12}{2-0}=-5m/{s}^{2}$，根据牛顿第二定律，前两秒物体所受合外力大小为：F=ma=2×5=10N；
故答案为：13，10．

点评 图象是物理学中重要的解题方法之一，一定要熟练掌握公式的意义及应用．