Question

一質(zhì)量為2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)．在水平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系．t=0時(shí)刻，物體處于原點(diǎn)位置，之后它的兩個(gè)正交分速度-時(shí)間圖象分別如圖所示．求：
（1）4s末物體的速度；
（2）從4s末到6s末的時(shí)間段內(nèi)物體的合外力；
（3）開(kāi)始6s內(nèi)物體的位移．

Answer 1

分析：物體參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v-t圖象知道，一個(gè)是先勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，再勻減速，另一個(gè)是先勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，再勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成去求解有關(guān)的物理量．

解答：解：（1）由圖象可知：
4s末，v_x=2m/s，v=

vx2+vy2

=2

5

m/s=4m/s，所以，v=

vx2+vy2

=2

5

m/s，
設(shè)v與x軸正向夾角為α，則tanα=

vy

vx

=2，即α=arctan2；
（2）由圖象可知，
4s末到6s末，ax=

△vx

△t

=-1m/s2，
ay=

△vy

△t

=-2m/s2，
則a=

ax2+ay2

=

5

m/s2，
設(shè)a與x軸正向夾角為β，則tanβ=

ay

ax

=2，即β=π-arctan2
所以合力為：F=ma=2

5

N；　　
（3）速度-時(shí)間圖象與橫軸所圍的面積表示位移，由圖象可知，
開(kāi)始6s內(nèi)，x=vt1+

v

2

t2=10m，
y=

v′

2

t總=12m，
則位移S=

x2+y2

=2

61

m，
設(shè)S與x軸正向夾角為θ，則tanθ=

y

x

=

6

5

，即θ=arctan

6

5

．　
答：（1）4s末物體的速度為2

5

m/s，方向與x軸正向夾角為arctan2；
（2）從4s末到6s末的時(shí)間段內(nèi)物體的合外力為2

5

N；
（3）開(kāi)始6s內(nèi)物體的位移為2

61

m．

點(diǎn)評(píng)：能從圖象中獲取盡量多的信息是解決圖象問(wèn)題的關(guān)鍵．
對(duì)于矢量的合成應(yīng)該運(yùn)用平行四邊形法則．