题目:
在某次足球比赛中,甲队的队长将球踢到球门前的A点,足球从A点沿水平路面滚到B点后被守门员接住。已知A点与B点在同一条直线上,且A、B之间的距离为$L = 10m$。足球从A点到B点的运动过程中受到地面的摩擦力作用,并做匀减速直线运动,经过一段时间后停止运动。已知足球的质量为$m = 0.5kg$,足球与地面的动摩擦因数为$\mu = 0.2$,取$g = 10m/s^{2}$。求:
(1)足球在A点时的速度大小;
(2)足球在B点的速度大小;
(3)足球在B点的压强。
答案:
(1)根据牛顿第二定律可得:$f = \mu mg$,解得加速度大小为:$a = \mu g = 2m/s^{2}$。根据匀变速直线运动的速度位移公式可得:$v^{2} = 2ax$,解得足球在A点时的速度大小为:$v = 4m/s$。
(2)足球在B点的速度大小为零。
(3)足球在B点的压强为:$p = \frac{F}{S} = \frac{mg}{S} = \frac{5 \times 10}{10}Pa = 5Pa$。
例题:
如图所示,质量为$m$的小物块A静止在固定的斜面上,斜面体B静止在水平地面上。现对物块A施加一个水平向右的恒力F,使物块A沿斜面匀加速直线运动,经过一段时间后物块A恰好沿斜面上升到顶端。已知物块A与斜面之间的动摩擦因数为$\mu $,斜面体B始终静止不动。求物块A沿斜面上升过程中对斜面体B的压力大小。
分析:
物块A受到重力、支持力、摩擦力和水平推力作用,根据牛顿第二定律求出加速度,再根据牛顿第三定律求出物块A对斜面体的压力大小。
解答:
物块A沿斜面匀加速直线运动时受到重力、支持力和摩擦力作用,根据牛顿第二定律得:$F_{合} = ma = mg\sin\theta + \mu mg\cos\theta$,解得加速度大小为:$a = g(\sin\theta + \mu\cos\theta)$。
物块A对斜面体的压力大小等于物块A受到斜面体的支持力大小,根据牛顿第三定律可知,物块A对斜面体的压力大小为:$F_{压} = mg\sin\theta + \mu mg\cos\theta$。
题目:
在某次足球比赛中,运动员将一个质量为$m$的足球以速度$v_{0}$水平踢出,足球沿地面滑行时的加速度大小为$a_{1}$,沿斜坡向上运动时的加速度大小为$a_{2}$,不计空气阻力,重力加速度为$g$。则下列说法正确的是( )
A. 足球在沿斜坡向上运动时受到的摩擦力大于沿斜坡向下运动时受到的摩擦力
B. 足球在沿斜坡向上运动时受到的摩擦力小于沿斜坡向下运动时受到的摩擦力
C. 足球在沿斜坡向上运动时受到的摩擦力大小为$\frac{mg}{a_{2}}$
D. 足球在沿斜坡向上运动时受到的摩擦力大小为$\frac{mg}{g + \frac{v_{0}^{2}}{2a_{2}}}$
相关例题:
在力学中,我们常常将一些抽象的物理量转化为具体量进行讨论,例如:速度、加速度、力等。本题中足球的加速度就是通过加速度的定义式$a = \frac{F}{m}$来求解的。同学们在做题时要注意加速度的定义式中的各个物理量的含义,同时也要注意矢量的方向性。
答案:BCD。
解释:
足球在沿斜坡向上运动时受到的摩擦力小于沿斜坡向下运动时受到的摩擦力,因为沿斜坡向上运动时需要克服重力做功,而向下运动时重力做正功,所以摩擦力方向不同。足球在沿斜坡向上运动时受到的摩擦力大小为$\frac{mg\cos\theta}{a_{2}}$,其中$\theta$为斜坡与水平方向的夹角。因此选项BCD都是正确的。
初中物理力学压强大题和相关例题常见问题
一、压强大小的影响因素
在中考物理试题中,压强是力学部分的一个重点内容,而影响压强大小的因素是中考的热点。在解题时,要抓住决定因素,即压力的大小和受力面积的大小,不能把这两个因素混淆起来。
例:用砖砌墙,内外两侧的砖都要受到墙的压力,为什么只有外侧的砖要垮掉?
分析:砖砌墙时,内侧和外侧都有压力,但由于内侧的受力面积较大,压强较小,而外侧的受力面积较小,压强较大,所以只有外侧的砖要垮掉。
二、固体压强计算题
固体压强计算题是中考的重点内容之一,通常以填空题或选择题的形式出现。解这类题时要注意区分压力和重力、受力面积和接触面积的区别。
例:重为40牛的物体,放置在水平桌面上,用10牛的拉力使它沿拉力方向以2米/秒的速度作匀速直线运动,物体受到的摩擦力为____牛;物体受到的合力是____牛。
分析:物体在水平面上作匀速直线运动时,在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件,滑动摩擦力的大小等于拉力大小,所以滑动摩擦力为10牛。物体在水平方向上受到向后的拉力和向后的摩擦力作用而做匀速直线运动,因此物体受到的合力为0。
三、液体压强计算题
液体压强计算题通常以填空题或选择题的形式出现。解这类题时要注意区分液体密度和深度。
例:一个塑料薄膜覆盖的圆形筒形容器内装有水放在水平桌面上,若筒壁面积为A,筒底面积为B,则水对桶底的压力为____牛。
分析:由于筒内装有水,所以筒内水的体积等于筒的体积。筒放在水平桌面上,所以筒对桌面的压力等于筒内水的重力。由于水的密度为ρ=1.0×103千克/米3,筒底面积为B=1米2,筒内水的体积等于筒的体积V=AB=1米3。根据公式F=G=mg=ρVg=ρShg可知水对桶底的压力为F=ρShg=1.0×103千克/米3×1米2×9.8牛/千克=980牛。
初中物理力学压强大题
【例题】如图所示为一杠杆模型(O为支点),当用弹簧测力计向下拉杠杆时,可使其转动起来。若测力计示数为F1=5N时,可使其转动起来;当测力计示数变为F2=15N时,可使其在图示位置保持平衡。则此时杠杆受到的阻力为______N。
【分析】由图可知动力臂为OB段距离(即阻力臂),阻力臂为OA段距离(即动力),根据杠杆平衡条件求出阻力大小。
【解答】由图可知动力臂为OB段距离(即阻力臂),阻力臂为OA段距离(即动力),由杠杆平衡条件得:$F_{1}L_{OB} = F_{2}L_{OA}$;即$5N \times L_{OB} = 15N \times L_{OA}$;解得$L_{OA} = 3L_{OB}$;此时杠杆受到的阻力$F_{阻} = F_{2} \times L_{OA} = 15N \times 3L_{OB} = 45N$。故答案为:$45$。
