问题详情:
如图所示,在光滑水平面上有坐标xOy,质量为1kg的质点开始静止在xOy平面上的原点O,某一时刻受到沿+x方向的恒力F1作用,F1的大小为2N,若力F1作用一段时间t0后撤去,撤去力F1后5s末质点恰好通过该平面上的A点,A点坐标为x=11m,y=15m.
(1)为使质点按题设条件通过A点,在撤去力F1的同时对质点施加一个沿y轴正方向的恒力F2,计算F2的大小?
(2)计算力F1作用时间t0.
【回答】
考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
专题: 牛顿运动定律综合专题.
分析: (1)根据牛顿第二定律求出y方向的加速度,运用运动学公式表示出y方向上的位移.
(2)求出前段时间内的加速度和两段时间内的水平位移,联立求时间.
解答: 解:(1)沿y轴方向有:
其中:
可得:==1.2N
(2)刚开始:a1==m/s2=2m/s2;
沿x轴方向的位移:
撤去力F1后5s位移:x2=vt=a1t0t
由题意:x1+x2=11
联立解得:t0=1s
答:(1)为使质点按题设条件通过A点,力F2应为1.2N;
(2)力F1作用时间为1s.
点评: 解决本题的关键将物体的运动分解为x方向和y方向,根据牛顿第二定律求出加速度,运用运动学公式进行求解.
知识点:牛顿第二定律
题型:计算题