在光滑的水平面上静止一物体,现以水平恒力F1推此物体,作用一段时间后换成相反方向的水平恒力F2推物体,当恒力F2作用时间与恒力F1的作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的速度为v2,若撤去恒力F1的瞬间物体的速度为v1,则v2:v1=______,F1:F2=______.

问题描述:

在光滑的水平面上静止一物体,现以水平恒力F1推此物体,作用一段时间后换成相反方向的水平恒力F2推物体,当恒力F2作用时间与恒力F1的作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的速度为v2,若撤去恒力F1的瞬间物体的速度为v1,则v2:v1=______,F1:F2=______.

物体从静止起受水平恒力F1 作用,做匀加速运动,经一段时间t后的速度为V1=a1t=

F1
m
t
以后受恒力F2,做匀减速运动 a2=
F2
m

经同样时间后回到原处,整个时间内再联系物体的位移为零,
于是
1
2
a
1
t
 
2
+v1t−
1
2
a
2
t
2
=0

解得 F2=3F1
v2=v1−a2t=
(F1−F2)
m
t

所以v2:v1=
F1−F2
F1
=−2

即v2:v1速度大小比为:2:1
故答案为:2:1;1:3
答案解析:物体先做匀加速运动,后做匀减速运动回到原处,整个过程中的位移为零.根据牛顿第二定律和运动学公式即可确定两个力的大小关系,速度的关系可根据运动学速度时间公式求解.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

知识点:在F1和F2的作用下,在相同的时间内,物体回到原处,说明位移的大小相同,这是解这道题的关键点.