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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,速度-时间图象如图所示,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、最小值
(2)在F-t图象中画出拉力F随时间变化的图线.
分析:(1)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;根据图象求出每段过程中的加速度,根据牛顿第二定律求出每段过程中的拉力,从而得出拉力的最大值和最小值.
(2)根据第一问中求出的拉力大小,画出拉力F随时间变化的图线.
解答:解:(1)t=0至t=1s内,物体加速上升,产生超重现象
加速度大小a1=
v1
t1
=5m/s2
,方向向上
由牛顿第二定律,有 F1-mg=ma1
拉力最大值F1=mg+ma1=15N
t=1s至t=2s内,物体匀速上升,拉力F2=mg=10N
t=2s至t=4s内,物体减速上升,产生失重现象
加速度a3=
v3
t3
=-2.5m/s2
,负号表明
a
 
3
方向向下
由牛顿第二定律,有 F3-mg=ma3
拉力最小值F1=mg+ma3=10N+1.0×(-2.5)N=7.5N
(2)如图所示   

答:(1)在这4s内细线对物体拉力F的最大值为15N,最小值为7.5N;
(2)如图所示.
点评:解决本题的关键会根据速度时间图线求出加速度,以及会运用牛顿第二定律求拉力.
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(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.

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