高中物理 牛顿定律习题

Question

光滑水平地面上静置一辆质量为0.50kg的车，从t＝0时刻开始，对小车施加一个水平向东的恒力F，F的大小为1.0N，作用2.0s后，力的大小不变，方向改为向南，又作用2.0s，在t＝4.0s末时，力的大小不变，方向改为向西又作用2.0s，求这6.0s内小车的平均速度大小以及第6.0s末的即时速度大小。

老师用纯几何的方法(三角函数)解的题,能不能用物理方法解.
有的话怎么解,如果没有,那么如何用几何法解.
解析与过程
答案是3.3m/s，4m/s
有几个问题，南北与东西向的匀速是怎么得出的？

Answer 1

物理：

因为F水平向东作用了2s，后面又水平向西作用了2s，所以6s末的时候车东西方向上的速度分量是0了，因为F向南作用了2s，加速度a=F/m=1N/0.5kg=2m/s^2

所以向南的分速度为2*2=4m/s，所以6s末的即时速度大小是4m/s

速度(向量)=位移(向量)/t，位移分为东西位移分量和南北位移分量

东西方向上，车先是向东从静止开始以加速度为2m/s^2加速了2s，再东西方向上分速度匀速运动了2s，后又加速度为2m/s^2向东减速了2s，所以东西方向位移大小=2*1/2*at^2+at*t=16m

南北方向上，车向南从静止开始以加速度2m/s^2加速2s，后匀速2s，则南北方向位移大小=1/2*at^2+at*t=12m

所以合位移大小=根号(16^2+12^2)=20m

所以速度大小=位移大小/时间=20m/6s≈3.3m/s

因为当东西方向不受力的时候，东西方向就没有加速度，所以东西方向的分速度大小跟方向就不会变，南北方向的同理。

Answer 2

请看图,希望能对你有所帮助。有什么问题可以再商讨

Answer 3

第一个2S 第二个3S 第三个2S
平均速度 末速度 距离（米） 平均速度 末速度 距离（米） 平均速度 末速度 距离（米）
东 2 4 4 4 4 8 4 4 8
南 2 4 4 4 4 8
西 2 4 4

Answer 4

这道题涉及到了曲线运动中平抛运动的知识。在前两秒物体做匀加速直线运动a=2m/s2，位移为4m，中间两秒向东匀速运动8m，向南匀加速运动4m。后两秒向东匀减速运动4m，向南匀速运动8m。6秒时间一共向东运动了16m，向南运动了12m，和位移20m，平均速度20m/6m=3.3m/s.6秒末向东刚好减速为零，向南的速度为4m/s。
这道题对于高中物理没有太大的意义，只是在说明曲线运动分方向的解法。没有严格的物理步骤，简单说明就行了。