以下是一份初中物理力学奥赛试题及解答例题:
一、选择题(每题3分,共30分)
1. 两个物体用长为L的细绳连接,从同一位置以相同的初动能E沿光滑斜面向上运动,当细绳被拉直时,它们的速度大小和方向如何?
解答:两个物体以相同的初动能E沿光滑斜面向上运动,说明它们初始时具有相同的速度。由于它们受到重力作用,所以会逐渐减速,最终速度会减为零。由于它们受到相同的加速度,所以它们会同时到达顶点。
2. 一根弹簧在弹性限度内,对其施加30N的拉力时,其伸长了6cm,对其施加20N的拉力时,它又伸长了多少?
解答:根据弹簧的弹力与伸长量的关系式 F = kx,其中F为弹力,x为伸长量,k为弹簧的劲度系数。对第一次施加30N拉力的情况有:30 = k(6/100)m,解得k = 50N/m。对第二次施加20N拉力的情况有:20 = k'x',其中x'为伸长量,解得x' = 2cm。
3. 质量为5kg的物体放在水平桌面上,它与桌面的动摩擦因数为μ=0.3,当用15N的水平拉力拉它时,它的加速度多大?
解答:根据牛顿第二定律可得:$F - \mu mg = ma$,代入数据解得:$a = 1.2m/s^{2}$。
4. 一质量为m的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为μ,当用大小为F的力拉物体时,物体恰能在水平地面上匀速运动,求F的大小。
解答:物体在水平地面上匀速运动时受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力作用。根据平衡条件可得:$F = \mu mg$。
5. 一质量为m的小球从高为H处自由下落,当它与地面发生碰撞后反弹的最大高度为H_{m},设小球与地面碰撞过程中无能量损失,不计空气阻力,则小球对地面的平均冲力的大小是多少?
解答:小球自由下落至地面后反弹至最高点的过程中只有重力做功,机械能守恒。根据机械能守恒定律可得:$mgH = \frac{1}{2}mv^{2}$。小球反弹至最高点时的速度大小为v_{m} = \sqrt{2gH_{m}}。小球与地面碰撞过程中无能量损失,则反弹过程中小球受到的地面作用力与反弹后的速度方向相反。根据动量定理可得:$Ft = mv - ( - mv_{m})$。解得:$F = \frac{mv_{m}}{t} = \frac{mg\sqrt{2gH_{m}}}{H_{m} - H}$。
二、填空题(每空2分,共18分)
6. 一物体在水平地面上受到水平推力作用而作匀速直线运动,已知推力与摩擦力的大小相等,则( )
A. 在粗糙的地面上推动木箱时,摩擦力大于推力 B. 在较光滑的地面上推动木箱时,摩擦力小于推力 C. 不管在什么表面上推动木箱时,摩擦力都等于推力 D. 推力越大,摩擦力也越大
解答:无论在粗糙还是光滑的地面上推动木箱时,木箱都做匀速直线运动,说明推力和摩擦力平衡。根据平衡条件可知摩擦力等于推力。因此选项C正确。
7. 一物体在水平地面上受到水平拉力作用而静止开始运动,已知拉力大小为F_{1}、物体与地面间的动摩擦因数为μ、物体质量为m、物体运动时间为t后撤去拉力而做减速运动。求:(1)物体在运动过程中的最大速度;(2)物体在减速运动过程中受到的摩擦力大小;(3)物体在整个运动过程中的总位移大小。
解答:(1)物体在运动过程中的最大速度为v_{m} = \sqrt{\frac{F_{1}}{m}\mu};
(2)物体在减速运动过程中受到的摩擦力大小为f_{m} = \mu mg;
(3)物体在整个运动过程中的总位移大小为s = \frac{F_{1}}{μmg
初中物理力学奥赛试题:
质量为5kg的物体受到一个与水平方向成37°角的拉力作用,物体以2m/s的速度做匀速直线运动,已知拉力大小为20N,求物体与水平面间的摩擦因数。
相关例题:
例题:一物体在水平地面上受到水平推力作匀速直线运动,当撤去推力后,物体仍作匀速直线运动。求物体与地面间的动摩擦因数。
解题思路:
1. 确定研究对象和运动过程;
2. 受力分析,求出摩擦力;
3. 根据平衡条件求解动摩擦因数。
解题过程:
研究对象为物体;运动过程为撤去推力后物体仍作匀速直线运动。
物体受到重力、地面的支持力和摩擦力三个力的作用而做匀速直线运动,根据平衡条件可得:
$f = F_{合} = \mu F_{N}$
其中,$F_{合} = \mu F_{N}$为物体受到的摩擦力,$F_{N}$为物体对地面的压力,$\mu$为动摩擦因数。
根据题意可知,$F_{合} = 20N$,$F_{N} = mg = 5 \times 10N$,所以$\mu = \frac{F_{合}}{F_{N}} = \frac{20}{50} = 0.4$。
初中物理力学奥赛试题
一、选择题
1. 一只足球静止在水平的球场上,下列说法中肯定错误的是( )
A. 足球对球场压力大小等于它受到的重力大小
B. 球场对足球的支持力与足球对球场的压力是一对相互作用力
C. 足球受到的重力与足球对球场压力是一对平衡力
D. 足球没有受到摩擦力
2. 如图所示,用绳子将物体挂在天花板上,则物体对天花板的拉力和天花板对物体的拉力的关系是( )
A. 一定大小相等
B. 随物体所受重力变化而变化
C. 物体越重,拉力越大
D. 这两个力是一对平衡力
例题:
1. 如图所示,一物块静止在斜面上,请画出物块受力的示意图。
【分析】
根据重力的方向总是竖直向下的,结合平衡力的条件分析即可。
【解答】
物块受重力、支持力和静摩擦力而处于静止状态,根据平衡力的条件可知,重力与支持力是一对平衡力;重力竖直向下,支持力竖直向上,由于物体静止在斜面上,所以摩擦力沿斜面向上。
故答案为:如图所示。
2. 如图所示,用绳子将物体挂在天花板上,请分析物体受力情况。
【分析】
物体静止在天花板上,受到重力和绳子向上的拉力作用而处于平衡状态,根据平衡力的条件分析即可。
【解答】
物体受到重力和绳子向上的拉力作用而处于静止状态,所以物体受到重力和拉力是一对平衡力;由于物体静止在天花板上,所以不受摩擦力作用。
