Question

一质量为m=3kg的小球静止在水平地面上，给小球加一竖直向上的恒力F使小球从地面向上做匀加速直线运动，经过时间1s后撤掉力F，再经过时间1s后小球刚好落回地面，取g=10m/s²，则所加的恒力F=______N，小球落回地面时的速度为______m/s．

Answer 1

力F作用时，根据牛顿第二定律得：
a=

F-mg

m

=

F-30

3

，
v=at=

F-30

3

×1=

F-30

3

，
匀加速运动的位移x1=

1

2

×

F-30

3

×1=

F-30

6

撤去外力F后，小球做竖直上抛运动，
则有：x2=vt′-

1

2

gt′2=-x₁
即

F-30

3

×1-

1

2

×10×1=-

F-30

6

解得：F=40N，
小球落回地面时的速度v′=v-gt′=

40-30

3

-10×1=-

20

3

m/s．
落地时速度大小为

20

3

，方向向下．
故答案为：40，

20

3

．