题目内容

13.如图所示,在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5kg的小球,正随车厢一起以20m/s的速度匀速前进,现在给小球一个水平向前的F=5N的拉力作用,求经10s 后,车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少?

分析 对车上的观察者观察到的小球是做初速度为零的匀加速直线运动,对地面上的观察者观察到的小球是做初速度为20m/s的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求解加速度,再根据速度时间关系求解.

解答 解:对车上的观察者:
物体的初速度v0=0,加速度a=$\frac{F}{m}$=1m/s2
10s末的速度v1=at=10m/s.
对地面上的观察者:
物体初速度v0=20m/s
加速度相同a=$\frac{F}{m}$=1m/s2
10s末的速度v2=v0+at=30m/s.
答:车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是10m/s、30m/s.

点评 于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁;注意,选取的参考系不同,得到的运动情况不同.

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