物理曲线运动习题质量为2kg的质点在x-y平面上做曲线运动,在x方向的速度图像和在y方向的位移图像如图所示,质点的初速度

物理曲线运动习题

质量为2kg的质点在x-y平面上做曲线运动,在x方向的速度图像和在y方向的位移图像如图所示,质点的初速度是多少?2s末质点速度大小是多少?质点所受的合外力是多少?质点初速度的方向与合外力方向是否垂直?

问答/279℃/2025-05-01 19:57:40

质点做的是类平抛运动.

有左图可知：质点沿X轴方向做初速度 V0x = 3m/s,加速度 a =(6-3)/2m/s=1.5m/s的匀加速直线运动,

由右图可知：质点沿Y轴负方向做速度Vy＝8/2 m/s＝4 m/s的匀速直线运动

由类平抛运动可知：质点的初速度V0＝根号下V0x 与Vy的平方和＝5m/s

2s末,质点沿X方向的速度V0x'=V0x+at=3m/s+1.5×2m/s=6m/s,

所以2s末,质点的速度V′=根号下V0x′ 与Vy的平方和＝根号下52 m/s

由牛顿第二定律知,质点所受合外力F=ma=2×1.5N=3N

受力方向与初速度方向不垂直,受力方向沿X轴,初速度方向与X轴的夹角θ为tanθ=Vy／V0x