Question

3．一個(gè)質(zhì)量為1.0kg的物體，在外力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物體所受合外力隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，則（　�。�

• A． 第1 s末物體相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的位移改變方向
• B． 第1 s末物體的速度改變方向
• C． 第3 s內(nèi)的位移為零
• D． 第3 s末和第5 s末物體的位置相同

Answer 1

分析 由圖可知物體受力的變化情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可分析物體的速度及位移．

解答 解：在0～1s內(nèi)物體做初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度${a}_{1}^{\;}=\frac{F}{m}=\frac{2}{1}m/{s}_{\;}^{2}=2m/{s}_{\;}^{2}$，
第1s末速度${v}_{1}^{\;}={a}_{1}^{\;}{t}_{1}^{\;}=2×1m/s=2m/s$
1～3加速度${a}_{2}^{\;}=\frac{F}{m}=\frac{-2}{1}m/{s}_{\;}^{2}=-2m/{s}_{\;}^{2}$，
1～2s勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，第2s末速度${v}_{2}^{\;}={v}_{1}^{\;}+{a}_{2}^{\;}{t}_{2}^{\;}=2+（-2）×1=0$
2～3s反向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，3～4s做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)F-t圖象畫(huà)出對(duì)應(yīng)的v-t圖象，如圖所示
A、根據(jù)對(duì)應(yīng)的v-t圖象，第1 s末物體相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的位移沒(méi)有改變方向，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)對(duì)應(yīng)的v-t圖象，第1 s末物體的速度方向不變，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)v-t圖象包圍的面積表示位移知第3秒內(nèi)位移為$x=\frac{1}{2}×（-2）×1=-1m$，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)對(duì)應(yīng)的v-t圖象，第3s末距出發(fā)點(diǎn)位移與第5s末距出發(fā)點(diǎn)的位移均為$x=\frac{1}{2}×1×2=1m$，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題分段運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式研究加速度、位移、速度是關(guān)鍵．使用圖象法，可以使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單直觀(guān)，可明了物體的運(yùn)動(dòng)情況．