分析 由力F随时间的变化规律图可知,力的变化具有周期性,周期为4s,可以根据牛顿第二定律求出一个周期内的位移和力F做的功,43秒为11个周期少一秒,我们可以算出44s总位移再减去最后一秒的位移,即为43秒位移,11个周期内做的功减去最后一秒力F做的功,即为整个过程力F做的总功.
解答 解:当物体在前半周期时由牛顿第二定律,得 F1-μmg=ma1
a1=$\frac{{F}_{1}-μmg}{m}$=$\frac{12-0.1×4×10}{4}$=2m/s2
当物体在后半周期时,
由牛顿第二定律,得 F2+μmg=ma2
a2=$\frac{{F}_{2}+μmg}{m}$=$\frac{4+0.1×4×10}{4}$=2m/s2
前半周期和后半周期位移相等 x1=$\frac{1}{2}$at2=0.5×2×22=4m
一个周期的位移为 8m 最后 1s 的位移为 1m
43 秒内物体的位移大小为 x=11×8-1=87m
一个周期 F 做的功为 w1=(F1-F2)x1=(12-4)×4=32J
力 F 对物体所做的功 w=10×32+12×4-4×3=356J
答:43秒内物体的位移大小为87m,力F对物体所做的功为356J.
点评 本题考查了匀变速直线运动的基本规律和牛顿第二定律的应用.解题时要注意观察图象,找出周期,算出每个周期的位移和F做的功,即可求出总位移和总功.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 50 J | B. | 100 J | C. | 1000 J | D. | 2000 J |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 不论振子做何振动,振子的频率均为f2 | |
B. | 驱动力频率为f3时,受迫振动的振幅比共振小,但振子振动的频率仍为f2 | |
C. | 振子如果做自由振动,它的频率是f2,此时振子处于共振状态 | |
D. | 振子可以做频率为f1的等幅振动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | A球 | B. | B球 | ||
C. | C球 | D. | 条件不足,无法判断 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | $\frac{5}{9}$V0 | B. | $\frac{2}{3}$V0 | C. | $\frac{4}{9}$V0 | D. | $\frac{1}{3}$V0 |
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