Question

【題目】在光滑水平地面上有xOy坐標系，質量m=100g的質點以速度v0=10m/s沿x軸正方向運動，通過坐標原點O時受到與y軸平行的力F=1N，F大小保持不變。

(1)F沿y軸正方向作用2s后立即變為沿y軸負方向，求t=3s時質點速度的大小和方向；

(2)F沿y軸正方向作用1s后立即變為沿y軸負方向，又作用1s后立即變為沿y軸正方向，求t=3s時質點的位置坐標。

Answer 1

【答案】(1)m/s，與x軸正方向y軸正方向均成角；(2)(30m，15m)

【解析】

(1)已知m=100g=0.1kg，質點做類平拋運動，在x軸方向做勻速直線運動，在y軸方向先做勻加速直線運動，后做勻減速直線運動，加速度為

t=3s時質點沿y軸方向的分速度為

故t=3s時質點速度的大小為

因為vy=v0，所以t=3s時質點速度方向與x軸正方向、y軸正方向均成角

(2)根據運動過程的對稱性可知，質點在第1s內、第2s內、第3s內沿y軸方向的位移相等，則t=3s時質點沿y軸方向分位移為

t=3s時質點沿x軸方向的分位移為

因此，t=3s時質點的位置坐標為(30m，15m)