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题目:惠州高二物理例题(2022版)
题目:一个物体在光滑的水平面上受到一个恒力的作用,经过时间t,速度从v增加到2v。求这个力的大小和方向。
解题过程:
根据动量定理,物体受到的力的大小为F = ΔP / t,其中ΔP是物体动量的变化量。由于物体在光滑的水平面上运动,所以没有摩擦力,所以物体的动量变化量等于合外力对物体的冲量。
设物体受到的力为F,方向与初速度方向相同,则物体的动量变化量为:
P = mv - 0 = mv
由于物体受到的力是恒力,所以物体的冲量也是恒定的。根据动量定理,物体受到的力的大小为:
F = ΔP / t = (mv - 0) / t = mv / t
由于初速度为v,末速度为2v,所以有:
v = at
其中a是加速度,t是时间。由于物体在光滑的水平面上运动,所以加速度a为恒定的。因此,物体受到的力的大小为:
F = (2v - v) / t = v / t
由于初速度为v,末速度为2v,所以物体受到的力的方向与初速度方向相同。
答案:这个力的大小为v/t,方向与初速度方向相同。