质量m=05kg的物体在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x轴运动其所受合力方向与运动方向相同合力大小为f=3+2x²的平方n那么物体在开始运动的3m内合力所做的功可求 则当x=3m时其速率v=
首先,根据牛顿第二定律,物体所受合力的加速度为:
a = f/m = (3+2x²)² / 0.5
根据运动学公式,物体在开始运动的3m内的位移为:
s = 1/2 * a * t²
其中,t为物体运动的时间。因为物体从静止开始运动,所以可以用初速度为0的匀加速直线运动公式:
v = a * t
将上述式子代入s的公式中,得到:
s = 1/2 * v² / a
将a和s代入,可得:
s = 1/2 * (3+2x²)² / 0.5 * (3/a)²
化简可得:
s = (27/8) * (3+2x²)²
因此,在开始运动的3m内,合力所做的功为:
W = f * s = (3+2x²)² * (27/8) * (3+2x²)² = (27/8) * (3+2x²)⁴
当x=3m时,合力大小为f=3+2x²=21N,将其代入a的公式中,可得:
a = (3+2x²)² / 0.5 = 441 m/s²
再将a代入v的公式中,可得:
v = a * t = 441 * 3 = 1323 m/s
因此,当x=3m时,物体的速率v为1323 m/s。
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