一质量为4kg的质点,在力
的作用下由静止开始做直线运动,力
与时间
的关系如图所示。则质点在最初6s内的位移为()。[图1]
本题考查的知识点是
图,牛顿第二定律,匀变速直线运动及其位移与时间的关系。由题给
图像可知,力
随时间
周期性变化。在0~1s内质点在
的作用下做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律有
,则质点的加速度为
代入已知数值,得
,
表明质点做匀加速直线运动。则质点在第1s末的瞬时速度为
代入已知数值,得
,根据匀变速直线运动的位移公式有
,代入已知数值,则在0~1s内质点的位移为
;由题给
图像可知,在1~2s内质点在力
的作用下做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律有
,则质点的加速度为
,代入已知数值,得
,
,表明质点做匀减速直线运动,则质点在第2s末的瞬时速度为
,代入已知数值,得
,根据匀变速直线运动的位移公式有代入已知数值,则在1~2s内质点的位移为
;同理可得,在2~3s内质点做初速度为零的匀加速直线运动,其位移为
;在3~4s内质点做匀加速直线运动,其位移为
;在4~5s内质点做初速度为零的匀加速直线运动,其位移为
;在5~6s内质点做匀加速直线运动,其位移为
;则质点在最初6s内的位移为
,代入已知数值得
。故选项C正确,其他三个选项都是错误的。