Question

【题目】如图所示，在足够大的光滑水平桌面上，有一个质量为10－2kg的小球，静止在该水平桌面内建立的直角坐标系xOy的坐标原点O。现突然沿x轴正方向对小球施加大小为2×10－2N的外力F0，使小球从静止开始运动，在第1s末所加外力F0大小不变，方向突然变为沿y轴正方向，在第2s后，所加外力又变为另一个不同的恒力F。求：

(1)在第1末，小球的速率；

(2)在第2s末，小球的位移；

(3)要使小球在第3s末的速度变为零所加的恒力F(保留两位有效数字)

Answer 1

【答案】（1）2m/s（2） （3）2.8×10-2N

【解析】

（1）根据牛顿第二定律F0=ma

在第1s末，根据速度时间关系v1=at

解得：v1=2m/s；

（2）在第1s末，根据位移时间关系x1=

在第2s内，小球从x轴正方向开始做类平抛运动：

在x方向：x2=v1t

在y方向：

位移：x=

联立解得x=，

设位移与X轴正方向的夹角为θ，sinθ=

（3）在第2s末，沿x轴正方向速度仍为v1=2m/s

在y方向分速度为v2=at=2m/s，此时速度与x轴正方向的夹角为45°

所加恒力一定与速度方向相反，小球沿x轴方向加速度

沿y轴方向加速度

小球的加速度

根据牛顿第二定律F=ma

联立解得F=2.8×10-2N