题目
【题文】一质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动,合力F随时间t变化的关系图像如图所示,则( )↑F/N-|||-2-|||-1-|||-0-|||-1 2 3 t/s-|||--1 L A.t=2s时,物块的动量大小为0 B.t=3s时,物块的速率为1m/s C.t=0到t=1s时间内,合力F对物块冲量的大小为1N·s D.t=2s到t=3s时间内,物块动量变化量的大小为2kg·m/s
【题文】一质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动,合力F随时间t变化的关系图像如图所示,则( )


| A.t=2s时,物块的动量大小为0 |
| B.t=3s时,物块的速率为1m/s |
| C.t=0到t=1s时间内,合力F对物块冲量的大小为1N·s |
| D.t=2s到t=3s时间内,物块动量变化量的大小为2kg·m/s |
题目解答
答案
【答案】B
解析
步骤 1:分析合力F随时间t变化的关系图像
根据图像,合力F在0到1s内为2N,在1到2s内为0N,在2到3s内为-2N。根据牛顿第二定律F=ma,可以计算出加速度a的变化情况。
步骤 2:计算0到1s内物块的加速度和速度
在0到1s内,合力F=2N,物块质量m=2kg,根据F=ma,可以计算出加速度a=1m/s²。由于物块从静止开始运动,因此在1s末的速度v=at=1m/s。
步骤 3:计算1到2s内物块的加速度和速度
在1到2s内,合力F=0N,物块加速度a=0m/s²,因此物块速度保持不变,即v=1m/s。
步骤 4:计算2到3s内物块的加速度和速度
在2到3s内,合力F=-2N,物块加速度a=-1m/s²。由于物块在2s末的速度为1m/s,因此在3s末的速度v=v0+at=1m/s-1m/s=0m/s。
步骤 5:计算0到1s内合力F对物块的冲量
根据冲量的定义I=Ft,可以计算出0到1s内合力F对物块的冲量I=2N×1s=2N·s。
步骤 6:计算2到3s内物块的动量变化量
根据动量定理,动量变化量Δp=I,可以计算出2到3s内物块的动量变化量Δp=-2N·s=-2kg·m/s。
根据图像,合力F在0到1s内为2N,在1到2s内为0N,在2到3s内为-2N。根据牛顿第二定律F=ma,可以计算出加速度a的变化情况。
步骤 2:计算0到1s内物块的加速度和速度
在0到1s内,合力F=2N,物块质量m=2kg,根据F=ma,可以计算出加速度a=1m/s²。由于物块从静止开始运动,因此在1s末的速度v=at=1m/s。
步骤 3:计算1到2s内物块的加速度和速度
在1到2s内,合力F=0N,物块加速度a=0m/s²,因此物块速度保持不变,即v=1m/s。
步骤 4:计算2到3s内物块的加速度和速度
在2到3s内,合力F=-2N,物块加速度a=-1m/s²。由于物块在2s末的速度为1m/s,因此在3s末的速度v=v0+at=1m/s-1m/s=0m/s。
步骤 5:计算0到1s内合力F对物块的冲量
根据冲量的定义I=Ft,可以计算出0到1s内合力F对物块的冲量I=2N×1s=2N·s。
步骤 6:计算2到3s内物块的动量变化量
根据动量定理,动量变化量Δp=I,可以计算出2到3s内物块的动量变化量Δp=-2N·s=-2kg·m/s。