问题
问答题
在光滑水平面上有一质量m=1.0kg的小球，静止在O点，以O点为原点，在该水平面建立直角坐标系Oxy．现对小球施加一沿x轴正方向大小为2.0N的恒力F1，使小球从静止开始运动，经过1.0s撤去F1，立即加恒力F2，F2方向沿y轴的正方向，大小为2.0N，再经过1.0s撤去F2，立即加恒力F3使小球再经过2.0s速度恰好为零．
求：
（1）2.0秒末小球的速度大小和方向
（2）F3的大小和方向
（3）小球在4.0s内的位移大小．
答案
（1）第1s内，小球沿x轴正方向做匀加速直线运动，加速度大小为a1=
=2m/s2，第1s末速度为v1=a1t1=2m/s，F1 m
第2s内，小球沿y轴正方向做匀加速直线运动，加速度大小威a2=
=2m/s2速度为v2=a2t2=2m/s，F2 m
小球的合速度v=
=2v12+v22
m/s 方向在第一象限与x轴成45°角2
（2）第3s内的加速度a3=
=v t
m/s2，根据牛顿第二定律：F3=ma3=2
N，方向在第三象限与x轴成45°角2
（3）第1s内水平方向的分位移：x1=
a1t12=1m，竖直方向位移：y1=01 2
第2s内水平方向位移：x2=v2t2=2m，竖直方向位移：y2=
a2t22=1m1 2
第3s内水平方向位移x3=
a3t32cos45°=2m，竖直方向位移：y3=1 2
a3t32cos45°=2m1 2
水平方向总位移：x=x1+x2+x3=5m
竖直方向总位移：y=y1+y2+y3=3m
总位移X=
=x2+y2
m34
答：（1）2.0秒末小球的速度大小为2
m/s方向在第一象限与x轴成45°角．2
（2）F3的大小为
N和方向在第三象限与x轴成45°角．2
（3）小球在4.0s内的位移大小为
m．34