在何位置物体的加速度最大?最大值为多少?在和位置物体的速度最大?最大值为多少?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/11 10:05:54
光滑水平面上的O处有一质量为2千克的物体。物体受到两个水平力的作用,(方向相反)F1=4N,F2=(2+2x)N,x为物体相对O的位移。物体从静止开始运动,问:在何位置物体的加速度最大?最大值为多少?在和位置物体的速度最大?最大值为多少?

首先,当合力最大的时候物体的加速度最大
就是刚开始,物体还没有位移的时候
X=0,F合=F1-F2=4-2=2N
所以,a=F合/m=2/2=1

当两力相等时,合力为0速度达到最大
F1=F2,即2+2X=4,可得X=1
由于,F2是变力,因此可运用能量守恒,且要运用到大学的微积分(学过没有?)设F1向左,F2向右,以向右为正方向。
公式:F2X-F1X=1/2mV的平方
将其积分(积分上下限为1.0)后得,
(2X+X的平方)|(上下限1.0)-4*1=1/2mV的平方
即 3-4=1/2mV的平方
算出,V=1m/s (有负号,与设定方向向反,向左)
这是答案,下面给你分析为什么会在合力为0时速度达到最大值
因为有上面可知,合力为0时,物体有个向左的速度,就继续往左运动,那么X增大,F2也随着增大,等到物体速度为0的时候,F2由于和V方向不同,就改变了物体的运动方向,开始向右运动。直到去到合力为0的地方两力再度平衡,这时候速度就变为向右,如此反复,有点类似于简谐运动,以两力平衡点为中点,来回运动。

希望你能明白,不过如果是高中生的话,也许积分就比较麻烦,哎,物理就是这样,让人爱让人烦

在O点和F1方向距O点4m的位置加速度最大,最大值为1N/kg.物体在F1方向距O点2m的位置时速度最大,最大值为1m/s