(多选)质量为2kg的物体在光滑水平面上以5m/s的速度匀速前进,当它受到一个水平方向的恒力作用,如果此力大小为4N,则( )
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答案解析
分析:
根据牛顿第二定律可知加速度的大小取决于物体所受合力的大小,而水平方向的力与初速度不一定在同一条直线上,所以有了多种可能性.
解答:
解:A.如果水平恒力F与初速度方向相同:
根据牛顿第二定律,物体的加速:a=$\frac {F}{m}$=$\frac {4}{2}$=2m/s_,
则5s末的速度为:v=v_0+at=5+2×5m/s=15m/s,
位移为:x=$\frac {v_0+v}{2}$t=$\frac {5+15}{2}$×5m=50m.故A正确.
B、如果恒力与初速度方向相反,则v=v_0-at=-5m/s,即物体速度大小为5m/s,方向与初速度方向相反,故B正确;
C、若恒力的方向与初速度方向垂直,则5s末沿恒力方向的速度v$_1$=at=2×5m/s=10m/s,根据平行四边形定则知,5s末的速度为:v=$\sqrt {}$=$\sqrt {25+100}$=5$\sqrt {5}$m/s.故C正确.
D、若恒力的方向与初速度方向相反,则5s内的位移为:x=$\frac {v_0+v}{2}$t=$\frac {5-5}{2}$×5=0m,若恒力的方向与初速度方向垂直,则沿恒力方向上的位移为:x$_1$=$\frac {1}{2}$at_=$\frac {1}{2}$×2×25m=25m,沿初速度方向上的位移为:x$_2$=v_0t=5×5m=25m,则物体的位移为:x=$\sqrt {}$=25$\sqrt {2}$m.若力与初速度方向不平行也不垂直,位移的大小可能为5$\sqrt {2}$m.故D正确.
故选:ABCD.
点评:
本题考查牛顿第二定律和运动学公式,关键是考虑到F方向的多种可能性.