- 高一物理凹形桥
高一物理凹形桥有拱桥、石拱桥、圆弧轨道等。这些都可以看作是凹形桥。
相关例题:
题目:
一物体在凹形桥的顶部,受到重力、支持力和摩擦力。已知桥的顶部为凹形,其竖直方向上的加速度为 g/2,试求物体在凹形桥上的运动规律。
分析:
在凹形桥上,物体受到的重力 mg、支持力 N 和摩擦力 f 均垂直于桥面。由于桥面为凹形,所以物体所受的支持力 N 指向凹形的最低点。根据牛顿第二定律,物体的加速度为 g/2,方向指向凹形的最低点。
解题:
根据牛顿第二定律,有
mg - N - f = ma
其中,m 是物体的质量,a 是物体的加速度,方向指向凹形的最低点。
由于物体在桥上做曲线运动,所以物体受到的摩擦力方向与速度方向相反。因此,物体的速度在不断减小。
物体在桥上的运动轨迹为一个弧线,其运动规律可以表示为
x = v0·t + 1/2·a·t^2
其中,x 是物体在桥上的位置,v0 是物体在桥上的初速度。
为了求解该问题,我们需要知道物体的初速度和桥的长度。假设物体在桥上的初速度为 v0,桥的长度为 L,那么物体在桥上的运动轨迹可以表示为
x = v0·t + 1/2·g/2·t^2 - g·t·L/2
其中,g 是重力加速度。
解得物体在桥上的运动时间为
t = (2v0 - Lg/4) / (g/2)
物体在桥上的位置可以表示为
x = v0·(2v0 - Lg/4) - Lg/8
总结:
该问题中,物体在凹形桥上受到重力、支持力和摩擦力。由于桥面为凹形,物体所受的支持力指向凹形的最低点。物体的加速度为 g/2,方向指向凹形的最低点。物体在桥上的运动轨迹为一个弧线,其运动规律可以表示为 x = v0·t + 1/2·a·t^2。物体在桥上的运动时间为 t = (2v0 - Lg/4) / (g/2),位置可以表示为 x = v0·(2v0 - Lg/4) - Lg/8。
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