Question

一可视为质点的小球置于光滑的水平面上，处于静止状态．质量为m．现给它一个初速V的同时施加一恒力F，方向与速度垂直，如图所示，经时间t后把恒力方向改变180°，大小不变．又经时间t，把恒力F撤去，再经时间t．
（1）正确画出3t时间内小球的运动轨迹．
（2）试求出3t时间内的位移．（用题所给的物理量表示）

Answer 1

【答案】分析：根据合力和初速度的关系画出前时间t内的轨迹，力的方向改变后，加速度与原来大小相等，方向相反，再经过时间t后沿F方向速度为零，末速度方向与初速度方向相同，最后t时间做匀速直线运动，分别求出3t时间内初速度方向上的位移和F方向上的位移，根据矢量合成原则求解位移．
解答：解：（1）第一个时间t，小球做类平抛运动，第二个时间t粒子做曲线运动，经时间t之后沿F方向速度为零，末速度方向与初速度v方向相同，最后时间t内小球做匀速运动．轨迹如图所示．
（2）3t时间内的位移为从A到D的有向线段，根据沿F方向的位移为y==
沿初速度方向的位移为：x=3Vt
根据几何关系得：3t时间内的位移s==，方向由A指向D．
答：（1）轨迹如图所示；（2）3t时间内的位移为，方向由A指向D．
点评：本题作第2个t时间的图象较难，有些同学不知道2t时间后的末速度方向，难度适中．