一物体静止在光滑的水平面上,现将F1=2N的水平恒力作用于物体上,经t0时间后,物体的速度大小为v,此时改施一个与F1方向相反的恒力F2作用,又经过3t0时间后,物体回到了出发时的位置,则F2的大小为________N,回到出发点时的速度大小为________.
网友回答
解析分析:由题意可知t0时间内的位移与后3t0时间内的位移大小相等方向相反;则由位移与时间的关系可分别列出方程,即可求得两过程中的加速度之比,再由牛顿第二定律可求得F2的大小;
由位移和速度的关系可求得回到出发点的速度.
解答:设开始时的力的方向正,加速度为a1,后3t0中的加速度为a2;
由x=v0t+at2得:
t0时间内物体的位移:x=a1t02-------(1)
由速度公式可得:v=a1t0;------(2)
后3t0时间内的位移:-x=v(3t0)+a2(3t0)2-----(3)
联立(1)、(2)、(3)式可得:a1t02=-(3a1t02+a2t02);
解得:=-------(4);负号说明a2与正方向相反;
则由F=ma可得:
==? 而F1=2N代入得:
F2=N,方向与正方向相反;
回到初发点的速度v2=v+a23t0-----(5)
则联立(2)、(4)、(5)可得:
v2=-a1t0=-v; 负号说明物体运动速度反向;
故