Question

光滑水平面上，一个质量为2kg的物体从静止开始运动，在前5s内受到一个沿正东方向大小为4N的水平恒力作用；从第5s末开始改受正北方向大小为2N的水平恒力作用了10s．求物体在15s内的位移和15s末的速度．

Answer 1

答案：略
解析：

如图所示，物体在前5s内由坐标原点沿正东方向做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为 ． 5s末物体沿正东方向的位移为 ． 5s末物体的速度为 ，方向正东． 5s末物体改受正北方向的外力，则物体同时参与了两个方向的运动，合运动为曲线运动．在正东方向物体做匀速直线运动，后10s内的分位移为 ； 物体在正北方向做初速度为零的匀加速运动．其加速度为 ， 后10s内在正北方的分位移为 ． 后10s末沿正北方向的分速度为 ． 故15s内物体的位移为 ． 方向为东偏北． 15s末物体的速度为 ． 方向为东偏北． 　　本题中物体运动分两个阶段，前5s向正东方向做初速为零的匀加速直线运动，后10s物体同时参与了两个方向(正东和正北)的运动．根据运动合成和分解的方法，分别求出两个方向上的分位移和分速度，然后将它们矢量相加即可求解． 　　本题中物体的运动较为复杂，先做直线运动，后做曲线运动，但是只要从运动合成与分解的角度讨论就可以将复杂的运动转化为比较简单的运动．