高一物理题，有关牛顿定律、加速度、位移，在线等！

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/04 09:15:53
张强和孙利准备去一著名地质公园参观考察，上了一列火车，坐下后张强拿出弹簧秤和秒表，面对列车将要前进的方向，把质量为m的重物挂在弹簧秤上，把秒表交给孙利，此时列车开始启动，孙利按下秒表，张强发现重物向自己倾斜，弹簧秤的示数为12.5N，持续时间为4s；接着重物又竖直悬挂，弹簧秤示数为10N，持续时间为10min；后来又发现重物远离自己向前倾斜，示数为12.5N，经4s火车停止。
请你协助他们计算列车在此过程中行驶的位移，以及刹车前的速度。（g=10m/s^2）

先要弄清题意，当弹簧秤竖直时，说明水平方向没有受力，也就是说火车加速度为零，这时弹簧秤的示数就等于物体的重力，于是物体重力：G=10N

   过程可以分为三个阶段：

   第一阶段：    

    当物体向自己（后方）倾斜，此时物体只受绳的拉力和重力作用，它们的合力向正前方，从而产生向前的加速度（与火车加速度相同），受力分析如图，可以求得合力为：F合=根号[F^2-(mg)^2]=7.5N

       因此火车加速度为  a=F合/m=7.5m/s^2

         这段时间里火车最后的速度就是刹车前的速度：v=at=7.5*4=30m/s

         加速度阶段火车位移 x1=at^2/2=60m

   第二阶段：

     火车匀速前进的位移：X2=vt2=7.5*10*60=4500m

   第三阶段：

    减速阶段：

        同第一阶段的原理，可以求得火车加速度大小为 a=7.5m/s  ,方向与速度方向相反。

        同理刹车位移为 x3=60m

     所以得出整个过程中的位移为：X=X1+X2+X3=4620m