- 高考牛顿运动定律
高考牛顿运动定律包括以下三个定律:
1. 第一定律:物体如果没有外力作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
2. 第二定律:动量定理,物体的动量变化率与其所受的合外力成正比,即F=dP/dt。该定律阐述了力对时间的累积效应。
3. 第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,这就是牛顿第三定律。
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相关例题:
题目:
一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用,沿着水平方向移动了10m。已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.2,求外力所做的功和摩擦力所做的功。
解析:
首先,我们需要根据牛顿第二定律(F=ma)来分析物体的加速度和运动状态。在这个问题中,物体受到两个力的作用:水平外力和地面的摩擦力。
1. 水平外力:
W = Fs (其中W代表功,F代表外力,s代表物体移动的距离)
在这个问题中,外力的大小为20N,物体在水平方向上移动了10m,所以外力所做的功为:
W = 20N × 10m = 200J
2. 摩擦力:
F = μFn (其中F代表摩擦力,μ代表摩擦系数,n代表正压力)
在这个问题中,物体的正压力为物体的重力与接触面的法向距离的乘积。由于物体在水平方向上移动了10m,所以正压力的大小为:
n = mg × s = 5kg × 9.8N/kg × 10m = 490N
摩擦力的大小为:
F = μn = 0.2 × 490N = 98N
W = Fs (其中W代表功,F代表摩擦力,s代表物体在摩擦力方向上移动的距离)
在这个问题中,物体在摩擦力方向上移动的距离为物体在水平方向上的总位移减去物体在垂直方向上的位移(因为物体在水平方向上移动了10m,而在垂直方向上没有移动),即:
s' = 10m - (5kg × 9.8N/kg × s) / g = 1m
所以摩擦力所做的功为:
W = 98N × 1m = 98J
总结:外力所做的功为200J,摩擦力所做的功为-98J。这意味着外力的能量被转化为物体的动能和摩擦生热。摩擦生热是由于物体与地面之间的相对运动而产生的热量。
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