解题思路:根据牛顿第二定律求出头两秒内的加速度,同时求出两秒末的速度,再根据牛顿第二定律求出2~5s内的加速度,根据速度时间公式求出4s末的速度.根据运动学公式分别求出0~2s内、2~5s内、5~6s内的位移,从而得出6s内上升的高度.
在前2s内,加速度为:a1=[F−mg/m]=5m/s2
2s末的速度为:v1=a1t1=5×2m/s=10m/s.
2-5s内,加速度为:a2=[F′−mg/m]=0
则5s末的速度为:v2=v1=10m/s.
在0~2s内的位移为:x1=[1/2]a1t12=10m
在2~5s内的位移为:x2=v1t2=10m/s×3s=30m
5~7s内的加速度为:a3=[F″−mg/m]=-5m/s2
7s末速度恰好减为0,位移为:x3=v2t3+[1/2]a3t32=10m
则在7s内上升的高度为:s=x1+x2+x3=50m
答:7s内上升的高度为50m.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度,可以根据力求运动,也可以根据运动求力.