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在细线拉力F作用下,质量m=1.0kg的物体由静止开始竖直向上运动,v-t间图象如图所示,取重力加速度g=10m/s2,求:

(1)在这4s内细线对物体拉力F的最大值
(2)在F-t图象中画出拉力F随时间t变化的图线.
分析:物体先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,结合图线求出各段过程中的加速度,运用牛顿第二定律求出绳子拉力的大小,从而求出拉力的最大值,以及做出F-t的变化图线.
解答:解:由图象可知,

物体第一秒做初速度为零的匀加速运动,加速度a1=5m/s2
第二秒内做匀速运动,速度为5m/s,加速度a2=0
第三、四两秒做匀减速运动,加速度a3=-2.5m/s2
∴由受力分析可知:F1=m(g+a1)=1×(10+5)N=15N
F2=m(g+a2)=1×(10+0)N=10N
F3=m(g+a3)=1×(10-2.5)N=7.5N
(1)∴在这4S内,F的最大值为F1=15N
(2)由上可得,F随时间t的变化如图所示

答:(1)F的最大值为15N.
(2)图线如图所示.
点评:本题考查了运动学图线和牛顿第二定律的综合运用,难度不大,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
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