Question

3．質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)正交分速度圖線分別如圖所示，由圖可知（　�。�

• A． 前4s內(nèi)物體的位移為20m
• B． 6s內(nèi)物體都是做曲線運(yùn)動(dòng)
• C． 物體所受的合外力在3s末的瞬時(shí)功率為0.3W
• D． 最初4s物體做曲線運(yùn)動(dòng)，接著的2s物體做直線運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 根據(jù)速度時(shí)間圖線分別求出前4s內(nèi)在x方向和y方向的位移，結(jié)合平行四邊形定則求出物體的位移；根據(jù)合速度、合加速度的方向關(guān)系判斷物體的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)合力的方向以及速度，結(jié)合瞬時(shí)功率的公式求出3s末的瞬時(shí)功率．

解答 解：A、前4s內(nèi)，物體在x方向上的位移x=2×4m=8m，在y方向上的位移為：y=$\frac{1}{2}（2+4）×4m=12m$，
根據(jù)平行四邊形定則知，前4s內(nèi)物體的位移為：s=$\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}}$=$\sqrt{64+144}≈14.4m$，故A錯(cuò)誤．
B、前4s內(nèi)，x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，y方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，后2s內(nèi)，x方向的加速度為：${a}_{x}=-\frac{2}{2}m/{s}^{2}=-1m/{s}^{2}$，y方向的加速度${a}_{y}=\frac{-4}{2}m/{s}^{2}=-2m/{s}^{2}$，4s時(shí)，x方向的速度為2m/s，y方向的速度為4m/s，根據(jù)平行四邊形定則知，合速度和合加速度的方向在同一條直線上，物體做直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，D正確．
C、3s末，x方向上的加速度為零，y方向的加速度為：${a}_{y}=\frac{4-2}{4}m/{s}^{2}=\frac{1}{2}m/{s}^{2}$，根據(jù)牛頓第二定律得，物體所受的合力為：${F}_{合}=m{a}_{y}=0.2×\frac{1}{2}N=0.1N$，此時(shí)y方向的速度為：v_y=2+0.5×3m/s=3.5m/s，則合外力的瞬時(shí)功率為：P=F_合v_y=0.1×3.5W=0.35W．故C錯(cuò)誤．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 能從圖象中獲取盡量多的信息是解決圖象問題的關(guān)鍵，抓住斜率等于加速度、“面積”等于位移，運(yùn)用平行四邊形法則進(jìn)行分析．