一质量为m=3kg的小球静止在水平地面上,给小球加一竖直向上的恒力F使小球从地面向上做匀加速直线运动,经过时间1s后撤掉力F,再经过时间1s后小球刚好落回地面,取g=10m/s2,则所加的恒力F=______N,小球落回地面时的速度为______m/s.
力F作用时,根据牛顿第二定律得:
a=
=F-mg m
,F-30 3
v=at=
×1=F-30 3
,F-30 3
匀加速运动的位移x1=
×1 2
×1=F-30 3 F-30 6
撤去外力F后,小球做竖直上抛运动,
则有:x2=vt′-
gt′2=-x11 2
即
×1-F-30 3
×10×1=-1 2 F-30 6
解得:F=40N,
小球落回地面时的速度v′=v-gt′=
-10×1=-40-30 3
m/s.20 3
落地时速度大小为
,方向向下.20 3
故答案为:40,
.20 3