物理应用题及答案

物理应用题及答案
题目：一辆汽车以20m/s的速度行驶，司机在看到前方有障碍物后立
即刹车，汽车以4m/s²的加速度减速。

求汽车从刹车到完全停止所需
的时间。

解答：
1. 确定已知条件：
- 初始速度 \( v_0 = 20 \, \text{m/s} \)
- 减速度 \( a = -4 \, \text{m/s}^2 \)（减速为负值）
- 最终速度 \( v = 0 \, \text{m/s} \)（汽车完全停止）
2. 应用运动学公式：
- 已知 \( v = v_0 + at \)
- 代入已知数值得 \( 0 = 20 + (-4)t \)
3. 解方程求时间：
- \( 0 = 20 - 4t \)
- \( 4t = 20 \)
- \( t = \frac{20}{4} \)
- \( t = 5 \, \text{s} \)
答案：汽车从刹车到完全停止需要5秒。

题目：一个质量为2kg的物体从静止开始，受到一个恒定的力F作用，使其在水平面上加速运动。

如果物体在前2秒内移动了4米，求作用
力F的大小。

解答：
1. 确定已知条件：
- 质量 \( m = 2 \, \text{kg} \)
- 位移 \( s = 4 \, \text{m} \)
- 时间 \( t = 2 \, \text{s} \)
2. 应用位移公式：
- \( s = \frac{1}{2}at^2 \)
- 代入已知数值得 \( 4 = \frac{1}{2}a(2)^2 \)
3. 解方程求加速度：
- \( 4 = 2a \)
- \( a = 2 \, \text{m/s}^2 \)
4. 应用牛顿第二定律：
- \( F = ma \)
- 代入已知数值得 \( F = 2 \times 2 \)
5. 计算作用力：
- \( F = 4 \, \text{N} \)
答案：作用力F的大小为4牛顿。