高中物理力学难题及例题:
【难题】
在电梯中,一个质量为m的人站在电梯地板上,电梯地板与水平地面间的摩擦系数为μ。当电梯以加速度a(a
【例题】
假设有一个质量为m的人,在电梯中站立时,他的脚与地板间有摩擦力,假设摩擦力大小为f。现在电梯以加速度a下降,求地板对人的支持力的大小。
【分析】
首先需要知道加速度的方向,然后根据牛顿第二定律求解支持力。
根据题意,加速度的方向向下,所以人的加速度也向下。根据牛顿第二定律,人的合外力等于人的质量乘以加速度,即ma。
地板对人的支持力与人受到的重力相平衡,所以支持力大小等于重力大小。
【解答】
设地板对人的支持力为N,则有:
N - mg = ma
由于摩擦力与重力平衡,所以有:
f = mg
将f代入上式可得:
N = (ma + g) + f = (ma + g) + mg = ma + 2mg
所以地板对人的支持力为ma + 2mg。
高中物理力学难题及解析:
题目:一质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力,求:
(1)物体加速度的大小和方向;
(2)物体所受摩擦力的大小和方向;
(3)如果物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,要使物体在水平地面上移动一段距离,至少需要多大的水平外力?
解析:
(1)根据牛顿第二定律,物体加速度的大小为:
a = F合 / m = (F - f) / m = (20 - 5 × 10) / 5 = - 4m/s²
方向与外力方向相同。
(2)物体所受摩擦力的大小为:
f = μF = 0.2 × 20 = 4N
方向与外力方向相反。
(3)当物体在水平地面上移动一段距离时,需要克服摩擦力和重力沿斜面向下的分力,因此所需水平外力至少为:
F’ = F + μ(mg - mgcosθ) = 20 + 0.2 × (5 × 10 - 5 × 9.8) = 27.4N
这道题目考察了牛顿第二定律和摩擦力计算,需要学生能够理解题目中的各个量,并能够根据公式进行计算。同时,题目也考察了学生对于摩擦因数的理解,需要学生能够根据实际情况进行计算。
高中物理力学难题及例题
难题:
一物体在水平面内做匀速圆周运动,其质量为m,转动半径为R,周期为T。现在给它施加一个恒力,该恒力在时间t内使物体速度方向由指向圆心的位置变为与圆心成θ角的位置。求这个恒力的大小。
例题:
如图所示,一质量为m的质点,在两个大小分别为F1和F2的水平恒力作用下,沿铅直方向由A点运动到B点,其中AB间的距离为L,已知F1、F2与铅直方向成角θ,求质点在B点的速度大小。
相关知识点:
质点力学包括牛顿运动定律的应用、动量守恒定律、动能定理、动量定理等。本题主要涉及牛顿运动定律的应用和动能定理。
解题思路:
1. 根据题意,可以先求出质点在水平方向和铅直方向的受力情况,再根据牛顿运动定律求解在水平方向上的加速度。
2. 根据动能定理,可以求出质点在B点的速度大小。
答案:
根据题意,质点在水平方向上受到恒力F的作用,其大小为Fcosθ。根据牛顿运动定律,质点在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a = Fsinθ/m。
在B点之前,根据动能定理可得:FL - F1L - F2(L-Lcosθ) = 0.5mv² - 0,其中v为B点的速度大小。代入已知量可得v = sqrt((Fsinθ + F2sinθ)m / m + Fcosθ)。
以上是这道高中物理力学难题及例题的解答过程,希望能帮助到你。
