Question

如图所示，在光滑水平面上有坐标xOy，质量为1kg的质点开始静止在xOy平面上的原点O，某一时刻受到沿+x方向

如图所示，在光滑水平面上有坐标xOy，质量为1kg的质点开始静止在xOy平面上的原点O，某一时刻受到沿+x方向的恒力F 1 作用，F 1 的大小为2N，若力F 1 作用一段时间t 0 后撤去，撤去力F 1 后5s末质点恰好通过该平面上的A点，A点坐标为x=11m，y=15m．（1）为使质点按题设条件通过A点，在撤去力F 1 的同时对质点施加一个沿+y方向的恒力F 2 ，力F 2 应为多大？（2）力F 1 作用时间t0为多长？（3）在图中画出质点运动轨迹示意图，在坐标系中标出必要的坐标．

Answer 1

（1）沿y轴方向有： y= 1 2 a 2 t 2 其中： a 2 = F 2 m 可得： F 2 = 2my t 2 = 2×1×15 5 2 =1.2N （2）刚开始： a 1 = F 1 m =2m/s 沿x轴方向的位移： x 1 = 1 2 a 1 t 20 撤去力F 1 后5s位移：x 2 =vt=a 1 t 0 t 由题意：x 1 +x 2 =11 联立解得：t 0 =1s （3）由（2）问知x 1 =1m，物体做曲线运动，轨迹如图： 答：（1）为使质点按题设条件通过A点，力F 2 应为1.2N；（2）力F 1 作用时间1s；（3）轨迹如图．