题目内容

5.质点由静止开始做直线运动,所受合力F随时间t的变化图象如图所示,则(  )
A.质点在第1s内做匀速直线运动
B.质点始终向同一方向运动
C.质点在第1s内和第4s内位移之比为1:2
D.质点在第1s内和第4s内平均速度比为1:3

分析 根据物体的受力情况,可根据牛顿第二定律分析物体的运动情况,得到物体的运动性质;根据位移时间关系求解位移之比;根据平均速度的计算公式求解平均速度之比.

解答 解:A、在第1s内,物体受到向正方向的恒力,物体向正方向做匀加速直线运动,故A错误;
B、质点在第2s内的加速度大小与第1s内的加速度大小相等、方向相反,做匀减速直线运动,2s末的速度为零,接着合外力方向又沿正方向,质点再次做匀加速直线运动,B正确;
C、质点在第1s内和第4s内的加速度相等,设为a,则第1s内的位移为:${x}_{1}=\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}=\frac{1}{2}a$,从第3s开始质点又开始做加速度为a的匀加速直线运动,第4s的位移大小为:${x}_{4}=\frac{1}{2}a{t}_{2}^{2}-{x}_{1}=3×\frac{1}{2}a$,所以质点在第1s内和第4s内位移之比为1:3,C错误;
D、质点在第1s内的平均速度为$\overline{{v}_{1}}=\frac{{x}_{1}}{{t}_{1}}$,第4s内平均速度为$\overline{{v}_{4}}=\frac{{x}_{4}}{{t}_{1}}$,所以质点在第1s内和第4s内平均速度比为1:3,D正确;
故选:BD.

点评 本题是应用牛顿第二定律,根据物体的受力情况定性分析物体的运动,也可作出物体的v-t图象进行分析.特别要注意的是2s末物体的运动方向不是反向.

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