- 10个高中物理力学难题
以下是10个高中物理力学难题：
1. 一根轻质弹簧，原长为0.1m，劲度系数为100N/m，在地球上将其竖直悬挂，弹簧长度变为0.15m。假设地球的自转加快，且赤道上的物体的张力刚好变为零，那么此时地球自转角速度为多大？
2. 质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，小球在水平恒力作用下从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示。求力F所做的功。
3. 质量为M的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一质量为m的木块，初始时，木块和车都处于静止状态，现给小车以水平向右的初速度，木块恰能沿小车表面滑动，此过程中系统机械能是否守恒？
4. 如图所示，质量为m的小球用轻绳悬挂于O点，在竖直向上的恒力F作用下处于平衡状态，现将小球拉至A点静止释放，当小球运动到B点时速度恰好为零。求小球由A到B的过程中绳对小球的冲量大小。
5. 如图所示，质量为M的物块静止在倾角为θ的斜面上，质量为m的物块(可视为质点)以初速度v沿斜面上滑。已知重力加速度为g，求物块m上滑过程中对物块M做的功。
6. 如图所示，质量为M的物块A放在倾角为θ的光滑斜面上，质量为m的物块B以初速度v沿斜面冲向A。已知重力加速度为g，求物块B与A碰撞后瞬间二者共同速度的大小。
7. 如图所示，质量为M的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块沿斜面匀加速下滑。已知重力加速度为g，斜面体与小物块之间的动摩擦因数为μ1，水平面对斜面体的摩擦力方向如何？
8. 如图所示，质量为M的物体A静止在倾角为θ的光滑斜面上，斜面体B沿水平地面以加速度a向右做匀加速直线运动。已知重力加速度为g，求地面对斜面体的摩擦力方向如何。
9. 如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上，小车上有一质量为m的小球从一端推到另一端的过程中小车受到的摩擦力大小和方向如何？
10. 一根长为L的轻绳的上端固定在O点，下端拴一个质量为m的小球。现给小球一水平初速度v0使小球能在竖直平面内做圆周运动。求小球能够到达最高点的最小速度v0是多少？
以上问题涵盖了高中物理力学的重要知识点，并且具有一定的挑战性。解决这些问题需要扎实的基础知识和对物理原理的深入理解。
相关例题：
题目：关于动量守恒定律的应用
问题：一质量为 m 的小球，在光滑的水平面上以速度 v 撞向一竖直的墙壁，碰撞后小球以原速率 v/2 反弹回来。求小球与墙壁相互作用的过程中，墙壁受到的平均冲击力的大小和方向。
分析：
1. 动量守恒：碰撞前后的动量应该保持不变。
2. 碰撞前后小球受到的合力为墙壁对它的冲击力。
解题：
根据动量守恒定律，碰撞前后的动量应该保持不变，即：
mv = (m - Ft)v'
其中，v'为反弹后的速度，t为墙壁对小球的作用时间。
根据题意，反弹后的速度为 v/2，所以有：
mv = (m - Ft)v'/2
根据牛顿第二定律，墙壁受到的平均冲击力 F 可以表示为：
F = (mv - mv') / t
将反弹后的速度代入上式，得到：
F = (mv - mv/2) / t = mv/2 - mv'/2t = mv/t - mv'/t = (mv - mv') / t
将已知条件代入上式，得到墙壁受到的平均冲击力的大小为：
F = mv/t + mv/t = 2mv/t = 2m(v/2)/t = mv/t = 2m(v^2/4g)
其中 g 为重力加速度。
所以，墙壁受到的平均冲击力的大小为 2mg，方向与小球反弹的方向相反。
注意：以上解答仅适用于理想情况下的光滑墙壁，实际情况中可能存在摩擦力等其他因素影响。
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