高中物理动力学题及答案和相关例题有很多,以下提供一份例题及其答案和相关例题供您参考:
一、例题及其答案
【例题1】
一个质量为m的小球,在光滑的水平面上以初速度v0开始向右滑行,碰到一个竖直的墙壁后,以原速率v0反弹回来。碰撞前后小球受到的阻力大小相等,求碰撞过程中小球对墙壁的压力。
【分析】
小球在水平方向受到墙壁的弹力作用,根据牛顿第二定律求出弹力大小。
【解答】
设小球对墙壁的压力为F,取初速度方向为正方向,则根据牛顿第二定律有:
水平方向:-F=ma
又因为-F=mv0/t-mv0/t'
其中t和t'分别为小球与墙壁碰撞后反弹的时间和反弹前的减速时间。
解得:F=mv0/t+mv0/t'
【例题2】
质量为m的小车在光滑水平面上以速度v向右匀速运动,当它碰到一个质量为M的木块时,木块受到小车的冲量作用而相对于地面静止不动,此时小车在向右滑行了一段距离后也停止运动。求木块对小车的作用力。
【分析】
小车在水平方向受到木块的作用力作用而向右滑行了一段距离后停止运动,说明小车在水平方向受到的合力为零。根据牛顿第三定律可知,木块对小车的作用力大小等于小车对木块的作用力大小。
【解答】
设小车与木块碰撞前后的速度分别为v和v',取小车的初速度方向为正方向,则根据动量守恒定律有:mv=(m+M)v'
设木块对小车的冲量大小为I,则根据动量定理有:I=(M+m)v''-mv'
其中v''为小车与木块碰撞后小车的速度。由于小车在滑行过程中受到的摩擦力大小等于木块对小车的冲量大小I,即f=I。取水平向右方向为正方向,则根据牛顿第二定律有:-f=ma'
解得:I=Mmv/M+m
二、相关例题
1. 质量为m的小球以初速度v0与水平面成θ角冲上斜面,小球沿斜面下滑后又滑回原出发点时速度大小仍为v0,求小球与斜面间的动摩擦因数μ。
【分析】
小球冲上斜面时受到重力、支持力和滑动摩擦力作用,下滑时受到滑动摩擦力作用。根据动能定理和牛顿第二定律求解。
【解答】
设斜面的倾角为α,小球从最高点下滑到最低点的过程中,根据动能定理有:-mg(h-sinaθ)sinθ-μmgcosθsinaθsinaθ=0-(1/2)mv0²①
小球从最低点返回原出发点的过程中,根据动能定理有:mgh-μmgcosθsinaθsinaθ=(1/2)mv²②
联立①②解得:μ=v²/(2gh)③
2. 质量为m的小车以速度v沿光滑的水平面运动,现将质量为m的小球轻放在车的左端,不计一切阻力,在小车和小球共同运动的过程中,下列说法正确的是( )。
A. 小球在车上滑动时,小车一定后退 B. 小球滑到小车上后,小车与小球一起运动时的加速度大于g
C. 小球滑到小车上后,小车与小球一起运动时的加速度小于g D. 小球滑到小车上后,小车与小球一起运动时的加速度可能大于g
答案:AD 解析:本题考查了动量守恒定律的应用。 光滑水平面上放一质量为m的小车以速度v沿水平方向运动,将质量也为m的小球轻放在车的左端后,由于水平面光滑,所以小球放上小车后与小车有共同的速度v/2;由于系统所受合外力为零,系统动量守恒;由于小球在车上滑动时系统水平方向不受外力作用,故系统水平方向动量守恒;由以上分析可知A正确;由动量守恒定律可知BCD错误。 故选A。 解题关键是要掌握动量守恒定律和牛顿第二定律
高中物理动力学题及答案:
一质量为$2kg$的物体,在水平恒力作用下从静止开始在水平面上运动,运动时间$t_{1} = 3s$后撤去该力,物体继续运动一段时间$t_{2} = 2s$后停止运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数为$\mu = 0.5$,求:
(1)物体在水平恒力作用下的位移;
(2)物体在水平恒力作用下的速度;
(3)撤去该力后物体继续运动时的加速度大小。
相关例题:
一质量为$m$的小球从斜面顶端滑下,经过时间$t_{1}$到达斜面底端,此时速度大小为$v_{1}$,斜面的倾角为$\theta $,求小球在斜面上受到的摩擦力大小。
答案:
(1)物体在水平恒力作用下的位移为$x = \frac{1}{2}at^{2}$;
(2)物体在水平恒力作用下的速度为$v = at$;
(3)撤去该力后物体继续运动时的加速度大小为$a^{\prime} = \mu g\sin\theta$。
解析:
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式,熟练应用这些公式即可解题。
解题时要注意公式中各个物理量的单位要统一。
解:(1)设物体在水平恒力作用下的加速度大小为$a$,则有:$F - \mu mg = ma$
解得:$a = 5m/s^{2}$
根据位移公式有:$x = \frac{1}{2}at^{2}$
解得:$x = 7.5m$;
(2)根据速度公式有:$v = at = 5 \times 3m/s = 15m/s$;
(3)撤去该力后物体继续运动时的加速度大小为:$a^{\prime} = \mu g\sin\theta = 5m/s^{2}$。
高中物理动力学题及答案和相关例题常见问题
一、匀变速直线运动
1. 匀变速直线运动规律的应用
【例题】一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s后速度大小变为10m/s,则在这1s内该物体的加速度大小可能为( )
A. 6m/s² B. 8m/s² C. 10m/s² D. 12m/s²
【答案】BD
【解析】
根据加速度的定义式$a = \frac{\bigtriangleup v}{\bigtriangleup t}$,当末速度与初速度方向相同时,$a = \frac{v_{t} - v_{0}}{t} = \frac{10 - 4}{1}m/s^{2} = 6m/s^{2}$;当末速度与初速度方向相反时,$a = \frac{- v_{t} - v_{0}}{t} = \frac{- 10 - 4}{1}m/s^{2} = - 12m/s^{2}$。
2. 匀变速直线运动中位移与时间的关系
【例题】一物体做匀加速直线运动,初速度为$v_{0}$,加速度为$a$,求:
(1)物体在时间$t$内的位移$x$与加速度$a$的关系式;
(2)物体在时间$t$内的位移$x$与时间$t$的关系式。
【答案】
(1)$x = v_{0}t + \frac{1}{2}at^{2}$;
(2)$x = \frac{v_{0}^{2}}{2a}$。
【解析】
(1)物体做匀加速直线运动,根据位移公式有:$x = v_{0}t + \frac{1}{2}at^{2}$;
(2)根据速度公式有:$v = v_{0} + at$,位移公式有:$x = \frac{v^{2}}{2a}$。
二、动量守恒定律
1. 动量守恒定律的应用
【例题】质量为$M$的小车放在光滑的水平面上,在小车左端加一水平恒力$F$,当小车向右运动时,有一质量为$m$的物体(可视为质点)以水平初速度$v_{0}$从左端滑上小车,最终与小车保持相对静止。求:
(1)物体在车上滑动时相对于小车的最大速度;
(2)物体在车上滑动的距离。
【答案】
(1)物体在车上滑动时相对于小车的最大速度为$\frac{F(M + m)}{mv_{0}^{2}}$;
(2)物体在车上滑动的距离为$\frac{v_{0}^{2}}{2(F - f)}$。
【解析】
(1)物体在车上滑动时受到向左的滑动摩擦力作用,根据动量守恒定律有:$(M + m)v = mv_{车} + Mv_{车}$,当物体与小车相对静止时速度相等,设此时物体的速度为v_{物},则有:\frac{F(M + m)}{M + m} = \frac{mv_{物}}{M + m} - \frac{f}{M + m}v_{物},解得:v_{物} = \frac{F(M + m)}{mv_{0}^{2}};
(2)根据动能定理有:\frac{F(M + m)s}{M + m} - fs = \frac{mv_{物}^{2}}{2(M + m)} - \frac{mv_{0}^{2}}{2(M + m)},解得:s = \frac{v_{0}^{2}}{2(F - f)}。
