题目内容
【题目】光滑水平面上，一个质量为2kg的物体从静止开始运动，在前2s受到一个沿正东方向、大小为2N的水平恒力作用；从第2s末开始改为正北方向、大小为4N的水平恒力作用了1 s，求物体在3s内的位移大小和3s末的速度大小及方向．
【答案】
m；2
m/s，方向为东偏北45°角
【解析】
试题由物体受力情况可知，物体先沿x轴正方向做匀加速直线运动，之后受力情况发生了改变，物体同时参与了两个运动，做匀变速曲线运动，根据物体运动的特点，作出其运动情况图象，并结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
作出物体在3s内的运动情况，如图所示：
由图可知，在前2s内物体由坐标原点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动
其加速度为
，方向沿x轴正方向
2s末物体到达P点，沿x轴方向的位移
，2s末速度
从第2s末开始，物体参与两个分运动：一个是沿x轴正方向做速度为
的匀速直线运动，经1s其位移
另一个是沿y轴正方向(正北方向)做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为
经1s沿y轴正方向的位移
，沿y轴正方向的速度
设3s末物体到达Q点，则
3s末的速度为
，得
，即方向为东偏北
角
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