Question

4．置于光滑水平地面上的一物体，质量m=3.0kg，在水平恒力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动，2s末速度达到8m/s．此时撤去水平恒力F，物体继续做直线运动，其v-t图象如图所示．求：
（1）物体在前2s内加速度的大小；
（2）F的大小；
（3）物体在前2s内位移的大小；
（4）物体在2s后做 直线运动匀速（选填“匀速”或“匀减速”）．

Answer 1

分析 （1）根据速度的斜率求物体在前2s内加速度．
（2）根据牛顿第二定律求F的大小．
（3）根据位移公式求物体在前2s内位移的大小．
（4）根据图象的形状分析物体在2s后的运动情况．

解答 解：（1）由加速度的定义得：物体在前2s内加速度为 a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{8}{2}$=4m/s²．
（2）根据牛顿第二定律得：
   F=ma=3×4N=12N
（3）物体在前2s内位移的大小为 x=$\frac{v}{2}t$=$\frac{8}{2}×2$=8m
（4）物体在2s后速度不变，做匀速直线运动．
答：
（1）物体在前2s内加速度的大小是4m/s²；
（2）F的大小是12N；
（3）物体在前2s内位移的大小是8m；
（4）匀速．

点评 本题是速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义表示加速度，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积表示位移，并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解．