Question

一道物理运动题

光滑水平面上O处放置一个质量为 m=2kg 的物体，物体受到两个水平力的作用，
F1=4N ， F2=（2+2x）N ，x为物体相对O的位移，物体从静止开始运动。
⑴位移为x=0.5米时，加速度多大？
⑵在何位置时加速度最大？最大值为多少？
⑶在何位置时速度最大？最大值为多少？

Answer 1

显然所受合力为F=F1-F2=2（1-x）N，第一问由牛顿第二定律易得，对于二三问，需要用到简谐运动知识。 显然物体的平衡位置为x=1m，振幅为A=1m，恢复力系数为k=2N/m。 （2）当物体速度为0时，即x=0m和x=2m时加速度最大，最大角速度为a=F/m=1m/s*s。 （3）在平衡位置时速度最大，即x=1时速度最大。由能量守恒，(1/2)kA*A=(1/2)mv*v。解得v=1m/s。

Answer 2

(1)Net Force= F1-F2
=4-(2+2(0.5))=1N
F=ma
1=2a
a=0.5ms^(-2)

(2)
(3)