Question

一物体受到竖直向上拉力F的作用，如图所示，当拉力F1=42N时，物体向上的加速度a1=4.0m/s2，不计空气阻力

一物体受到竖直向上拉力F的作用，如图所示，当拉力F1=42N时，物体向上的加速度a1=4.0m/s2，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）物体的质量m多大．（2）物体由静止开始向上运动2s内的位移和2s末的速度分别为多少．（3）若2s末撤去拉力F，物体经多长时间落回出发点．

Answer 1

（1）物体受重力和竖直向上拉力，由牛顿第二定律：
F₁-mg=ma₁，
代入数据解得：m=3kg；
（2）运用匀变速直线运动规律得：
位移：x=

1

2

at²=

1

2

×4×2²=8m，
速度：v=a₁t=4×2=8m/s；   
（3）撤去拉力后，物体做匀减速运动，以向上为正方向，由位移公式得：
x=vt-

1

2

gt²，
即：-8=8t-

1

2

×10×t²，
解得：t≈2.3s；
答：（1）物体的质量m为3kg，
（2）物体由静止开始向上运动2s内的位移和2s末的速度分别为8m和8m/s．
（3）若2s末撤去拉力F，物体经2.3落回出发点．