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高中物理竞赛力学练习题和相关例题

2026-09-11 09:03:00教学视频470

以下是一份高中物理竞赛力学练习题及其相关例题:vW0物理好资源网(原物理ok网)

练习题:vW0物理好资源网(原物理ok网)

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,弹簧的长度变为0.15m。假设该弹簧放在月球上,用同样的力竖直悬挂该弹簧,弹簧的长度为多少?vW0物理好资源网(原物理ok网)

例题:vW0物理好资源网(原物理ok网)

2. 如图所示,质量为m的小球用细线悬挂于O点,当小球在水平外力F作用下静止于图中虚线位置时,剪断细线,小球便在重力加速度为g的竖直平面内做圆周运动。求:vW0物理好资源网(原物理ok网)

a) 剪断细线瞬间小球的速度大小;vW0物理好资源网(原物理ok网)

b) 外力F的大小。vW0物理好资源网(原物理ok网)

解题过程:vW0物理好资源网(原物理ok网)

a) 小球在细线拉力作用下做圆周运动,根据牛顿第二定律和圆周运动的规律可得:$F - mg = m\frac{v^{2}}{L}$,其中L为细线的长度。当细线剪断后,小球做圆周运动,根据机械能守恒定律可得:$mgL = \frac{1}{2}mv^{2}$,联立以上两式可得:$v = \sqrt{gL}$。因此,剪断细线瞬间小球的速度大小为$\sqrt{gL}$。vW0物理好资源网(原物理ok网)

b) 在剪断细线之前,小球受到细线的拉力和外力F的作用。根据力的平衡条件可得:$F = mg + m\frac{v^{2}}{L}$。当小球做圆周运动时,拉力提供向心力,即$mg = m\frac{v^{2}}{R}$,其中R为圆的半径。联立以上两式可得:$F = \frac{5mg}{4}$。因此,外力F的大小为$\frac{5mg}{4}$。vW0物理好资源网(原物理ok网)

回到上述练习题:vW0物理好资源网(原物理ok网)

在月球上,弹簧的弹力会变小(因为月球表面的重力加速度比地球的小),所以弹簧的形变量会更大(因为$F = kx$,其中F是弹力,k是劲度系数,x是形变量)。因此,弹簧的长度会变短(因为弹簧的长度等于原长加上形变量)。所以弹簧在月球上的长度为0.1m减去形变量(具体数值需要具体计算)。vW0物理好资源网(原物理ok网)

希望这个答案能够帮助你理解这个问题。vW0物理好资源网(原物理ok网)

以下是一份高中物理竞赛力学练习题及例题:vW0物理好资源网(原物理ok网)

练习题:vW0物理好资源网(原物理ok网)

一、质量为5kg的物体在水平地面上,受到一个水平方向的恒定拉力,大小为20N,物体与地面间的摩擦因数为0.4,求:vW0物理好资源网(原物理ok网)

(1)物体的加速度;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体在拉力作用下产生的摩擦力;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(3)物体在拉力作用下经过5s的位移。vW0物理好资源网(原物理ok网)

例题:vW0物理好资源网(原物理ok网)

一、质量为5kg的物体在斜面上受到一个斜向下的拉力,大小为20N,斜面与水平地面的夹角为37°,物体与斜面间的摩擦因数为0.4,求:vW0物理好资源网(原物理ok网)

(1)物体的加速度;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体在拉力作用下产生的摩擦力;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(3)物体在拉力作用下经过5s的位移。vW0物理好资源网(原物理ok网)

分析:vW0物理好资源网(原物理ok网)

(1)物体在水平方向受到拉力和摩擦力的作用,根据牛顿第二定律可求得加速度;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体在竖直方向受到重力、支持力和摩擦力的作用,根据平衡条件可求得摩擦力;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据运动学公式可求得位移。vW0物理好资源网(原物理ok网)

答案:vW0物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据牛顿第二定律可得:$F - \mu mg = ma$,解得:$a = 2m/s^{2}$;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体在竖直方向受到重力、支持力和摩擦力的作用,根据平衡条件可得:$mg\sin 37^{\circ} = \mu mg\cos 37^{\circ}$,解得:$f = 10N$;vW0物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据运动学公式可得:$x = \frac{1}{2}at^{2}$,解得:$x = 25m$。vW0物理好资源网(原物理ok网)

高中物理竞赛力学练习题和相关例题常见问题包括以下内容:vW0物理好资源网(原物理ok网)

1. 物体在三个共点力作用下保持静止状态,若突然撤去其中一个力,那么其余两个力的合力与撤去的力等值反向。vW0物理好资源网(原物理ok网)

2. 物体在水平面上以一定的初速度向右做匀减速直线运动,若受到某个方向的恒定外力,那么物体的运动轨迹可能是抛物线。vW0物理好资源网(原物理ok网)

3. 物体在斜面上保持静止状态,当斜面倾角增大时,物体所受的支持力、摩擦力如何变化?vW0物理好资源网(原物理ok网)

4. 物体在竖直平面内做匀速圆周运动时,绳的拉力不做功,但物体受到重力和绳的拉力的合力提供向心力,这个合力的大小和方向始终不变。vW0物理好资源网(原物理ok网)

5. 物体在光滑水平面上受推力作用而做加速运动,当撤去推力时,物体做减速运动,其加速度如何变化?vW0物理好资源网(原物理ok网)

6. 两个物体之间存在摩擦力,那么这两个物体一定有相互接触的接触面。vW0物理好资源网(原物理ok网)

7. 摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。vW0物理好资源网(原物理ok网)

8. 弹簧振子在振动过程中,弹簧的弹力对振子做正功时,弹簧的弹性势能减小;弹簧的弹力对振子做负功时,弹性势能增加。vW0物理好资源网(原物理ok网)

以上问题都是高中物理竞赛力学部分常见的题目类型和相关例题,可以帮助学生们更好地理解和掌握力学知识。当然,要想真正掌握力学知识,还需要多做题、多练习、多思考。vW0物理好资源网(原物理ok网)