Question

物理图像一题

质量为10千克的物体，在变力F的作用下沿X轴作直线运动，力随位移S的变化情况如图所示，物体在S=0时速度为1m\s，一切摩擦不计，则物体运动到S=16m处时，速度大小为（ ）m\s
A 2倍根号2 B 3 C 4 D 根号17

Answer 1

B对。
用动能定理来做，图象中的面积表示力F做的功。
在前进16米的过程中，总功是　W＝10*4＋10*（8－4）/ 2－10*（16－12）/ 2＝40焦耳
由　W＝(m*V末^2 / 2)－(m*V初^2 / 2)
得　40＝(10*V末^2 / 2)－(10*1^2 / 2)
所求速度是　V末＝3 m/s

Answer 2

A 整个曲线所包围面积为F做的功，F大于0做正功，F＜0做负功
所以两块三角形做工抵消，整个过程只有长方形一块做功为40J
再由动能定义即可求出 V=2倍根号2

Answer 3

∑Fs=1/2mv'^2-1/2mv0^2
∑Fs就是图像上的面积，注意正负
∑Fs=10*4+1/2*4*10-1/2*4*10=40J
解得v'=3m/s

Answer 4

物体的初始动能为：1/2mv^2=5，从图像中可以知道，物体运动到S=16m处时，力F对物体做的功为：40(力与X轴的面积之和），故最后物体的总动能是：5+40=45，根据1/2mv^2=45，可以得到v^2=9，所以最后速度为：3