一个质量为1kg的物体,t=0时初速度为零,在2N的合力作用下沿x轴正方向运动,1s后再增加一个大小也为2N、方向沿y轴正方向的力,则该物体在2s末的速度大小为______m/s,前2s内

◎ 题目

一个质量为1kg的物体,t=0时初速度为零,在2N的合力作用下沿x轴正方向运动,1s后再增加一个大小也为2N、方向沿y轴正方向的力,则该物体在2s末的速度大小为______ m/s,前2s内的位移为______m.

◎ 答案

根据牛顿第二定律F=ma,可知
沿x正方向的加速度ax=
Fx
m
=
2
1
m/s2=2m/s2

沿y正方向的加速度ay=
Fy
m
=
2
1
m/s2=2m/s2

1s末的速度v1=axt1=2×1m/s=2m/s
前1s内的位移x1=
1
2
axt12=
1
2
×2×12m=1m

接下来,在x方向和y方向都要做匀加速运动,根据运动的独立性,分别求解在这两个方向上的速度和位移,再用勾股定理合成速度和位移.
第2s末,x方向上的速度vx=v1+axt2=2+2×1m/s=4m/s
        y方向上的速度vy=ayt2=2×1m/s=2m/s
所以第2s末的实际速度为v=

vx2+vy2
=

42+22
m/s=

20
m/s≈4.47m/s

第2s内,x方向上发生的位移sx=v1t2+
1
2
axt22
=2×1+
1
2
×2×12m=3m

        y方向上发生的位移sy=
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