高中物理力学竞赛试题及例题如下:
一、选择题
1. 一根轻质弹簧,当在其上施加10N的拉力时,弹簧的长度为18cm,若在其上施加20N的拉力时,弹簧的长度为25cm。求弹簧的原长。
答案:15cm
2. 质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点,细线的拉力为F时,小球在水平面内做圆周运动的线速度为v。当小球运动到最低点时,细线的拉力为多少?
答案:3mg+mv²/L
二、填空题
1. 一物体在水平恒力作用下沿水平面做直线运动,先加速运动一段时间后又减速运动一段时间,最后回到原出发点,关于这段过程,以下说法正确的是( )
A. 加速运动和减速运动过程中物体的加速度方向一定与运动方向相同
B. 加速运动和减速运动过程中物体的加速度方向一定相反
C. 加速运动过程中物体的速度变化率最大
D. 减速运动过程中物体的速度变化率最大
答案:D
三、例题
【例题】一物体在斜面上保持静止状态,分别用大小相等的力推或同时压住此斜面,使它沿斜面匀速上升或匀速下滑。在上述两种情况下,物体所受摩擦力的变化情况是( )
A.推上去时的摩擦力大 B.压下去时的摩擦力大 C.两种情况摩擦力相同 D.无法判断
【分析】物体在斜面上保持静止状态,其重力可分解为沿斜面向下的分力和垂直于斜面向下的分力,如果用大小相等的力推或同时压住此斜面,使它沿斜面匀速上升或匀速下滑时,物体所受的摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等。因此两种情况下摩擦力相等。
【答案】C
以上是高中物理力学竞赛的部分试题及部分例题,希望能帮到你。
以下是一份高中物理力学竞赛试题汇编及例题:
一、选择题:
1. 质量为 m 的小球在竖直平面内的圆形轨道的内切圆上滑动,轨道的半径为 R,则小球能够通过最高点的最小速度为( )
A. 零 B. 根号下gR C. (gR)/2 D. R
2. 质量为 m 的小球用长为 L 的细线悬挂于 O 点,小球在水平恒力作用下静止于最低点,现将细线烧断,则小球经多长时间落到地面?( )
A. 根号下2gL B. 根号下(2gL)/g C. 根号下(3gL) D. 无法确定
二、填空题:
1. 一物体在水平恒力作用下沿水平面做直线运动,速度随时间的变化关系为 v = 2t + 3t^2 m/s,则该水平力的大小为______。
三、解答题:
1. 一质量为 m 的小球用长为 L 的细线悬挂于 O 点,小球在水平恒力作用下静止于最低点,现将细线烧断,则细线被烧断后小球的加速度大小和方向如何?小球经多长时间落到地面?
【相关例题】
【选择题】在竖直平面内有一个光滑的圆弧轨道,半径为R,轨道上有两个质量相等的小球A和B,它们之间的距离为d,两球之间用一根轻杆相连。已知两球在圆心O处对轨道的压力均为零。现让两球从静止开始沿轨道下滑,当它们到达轨道最低点时,求轻杆对两球的作用力大小之比。
【解答】
根据题意可知,两球在圆心O处对轨道的压力均为零,说明它们受到的支持力大小相等。根据牛顿第二定律可得:$mg = m\frac{v^{2}}{R}$,解得:$v = \sqrt{gR}$。当两球沿轨道下滑时,它们的加速度大小相等。设轻杆对两球的作用力分别为$F_{A}$和$F_{B}$,根据牛顿第二定律可得:$F_{A} - mg = ma$,$F_{B} - mg = ma$,解得:$F_{A} = mg + ma = 2mg$,$F_{B} = mg + ma = 2mg$。所以轻杆对两球的作用力大小之比为$1:1$。
【例题分析】
这道例题主要考查了牛顿第二定律的应用和圆周运动的相关知识。在分析这道题目时,我们需要根据题意列出物体的运动方程和受力方程,再根据牛顿第二定律求解未知量。这道题目难度不大,但是需要细心和耐心地分析题目中的条件和要求。
【例题答案】
这道题目中,轻杆对两球的作用力大小之比为$1:1$。
【相关知识点】
本题涉及到圆周运动的相关知识,包括向心力的表达式和牛顿第二定律的应用。需要掌握这些知识点才能正确解答题目。
高中物理力学竞赛试题汇编
一、选择题
1. 一根轻质弹簧,当在其上施加10N的拉力时,弹簧的长度为12cm;当在其上施加20N的拉力时,弹簧的长度为15cm。求弹簧的原长和劲度系数。
2. 质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点,小球在水平恒力作用下从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图所示。则拉力对小球做的功为( )
A. 零 B. 零到L之间某一值 C. 零到(L^2)之间某一值 D. L到(3L/2)之间某一值
二、填空题
3. 一物体静止在水平桌面上,已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ,物体的高度不变,现将一大小为F的恒力作用在该物体上,使它沿水平桌面运动,求物体运动的加速度大小a与作用力F的关系。
三、解答题
4. 质量为m的小车在水平恒力F的作用下,沿水平面做匀加速直线运动,经时间t速度达到v,此时撤去F,经时间t′小车停下来。求小车受到的摩擦力大小。
【相关例题】
【例题】一物体在水平面上向右滑行,已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,现有一水平向左的恒力F作用在该物体上,经一段时间后,物体恰好静止。求水平恒力F的大小。
【分析】
物体向右滑行过程中受到的滑动摩擦力大小为μmg,方向向左。当物体受到水平向左的恒力作用后恰好静止,说明此时物体受到的静摩擦力大小等于恒力F,方向向右。根据二力平衡条件可知,$F = \mu mg$。
【解答】
$F = \mu mg$。
【常见问题】
在力学竞赛中,经常会遇到一些复杂的问题,需要我们运用所学知识进行分析和解答。其中,摩擦力、加速度、功和能等是常见的考点之一。除了上述问题外,还需要注意以下几点:
1. 正确区分静摩擦力和滑动摩擦力,注意摩擦力的方向和大小;
2. 正确理解加速度的概念和计算方法;
3. 正确理解功的概念和计算方法;
4. 注意能量守恒定律的应用。
