高三物理阻力训练题及答案的相关例题如下:
训练题:
1. 一辆汽车以15m/s的速度在水平路面上匀速行驶,如果汽车突然减速,受到的阻力为1500N,那么汽车将会以多大的加速度减速?
答案:汽车将会以大小为0.75m/s²的加速度减速。
解析:
根据牛顿第二定律,汽车受到的阻力与加速度成正比,即$F = kma$,其中$F$为阻力,$k$为比例系数,$m$为质量,$a$为加速度。
由于汽车匀速行驶时受到的阻力等于牵引力,即$F = f_{阻}$,其中$f_{阻}$为阻力。当汽车突然减速时,阻力仍然不变,而牵引力变为零,因此加速度变为阻力与质量的比值,即$a = \frac{f_{阻}}{m}$。
相关例题:
2. 一辆小车在平直路面上以15m/s的速度行驶,突然发现前方x处有一障碍物,于是立即刹车,小车受到的阻力为2000N。假设小车刹车过程是匀减速运动,那么小车在距离障碍物多远的地方刹车才能安全避免碰撞?
答案:小车在距离障碍物7.5m的地方刹车才能安全避免碰撞。
解析:
小车刹车时做匀减速运动,根据牛顿第二定律可得$F = kma$,其中$F$为阻力,$k$为比例系数,$a$为加速度。由于小车做匀减速运动,因此速度减小到零后不再运动。根据速度位移公式可得$v^{2} = 2ax$,其中$v$为初速度,$x$为位移。将初速度代入公式可得$x = \frac{v^{2}}{2a} = \frac{15^{2}}{2 \times 2000}m = 11.25m$。因此小车在距离障碍物7.5m的地方刹车才能安全避免碰撞。
高三物理阻力训练题及答案
题目:一个质量为m的小球,从高度为h处自由下落,当它着地时的动能为原来的多少倍?
答案:小球下落过程中,受到重力和空气阻力的作用。根据动能定理,小球动能的改变量等于重力做功和阻力做功的代数和。
设小球下落时间为t,则有:
mgh = E_{k1} + E_{k阻}
其中,E_{k1}为小球下落高度h时的动能,E_{k阻}为阻力做功。由于阻力做负功,所以小球动能的变化量为:
ΔE_{k} = E_{k1} - E_{k阻} < 0
因此,小球动能的变化量为负值,即动能为原来的负值。要计算动能为原来的多少倍,需要求出小球下落高度h时的动能E_{k1}。
根据动能定理,小球下落过程中,重力做功为mgh,因此小球下落高度h时的动能为:
E_{k1} = mgh
所以,小球动能的变化量为原来的-mgh倍。
相关例题:一个质量为m的物体,在恒定阻力作用下沿水平地面运动,物体与地面间的动摩擦因数为μ。若物体从静止开始以初速度v_{0}运动,求物体能滑行多远?
分析:物体在水平方向上受到重力、支持力和阻力作用,根据动能定理列式,即可求解。
解:物体受到重力、支持力和阻力作用,设物体滑行的距离为x,根据动能定理得:
-μmgx = 0 - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}
解得:x = \frac{v_{0}^{2}}{2μg}
高三物理阻力训练题
一、训练题
1. 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内切圆上做圆周运动,运动到最高点时,小球对轨道的压力恰好为零,则小球在最高点的速度大小为_____。
答案:mg=mv²/r
2. 质量为m的小球从高为h处自由下落,当它通过半径为R的圆弧形轨道的最高点时,对轨道的压力恰好为零,则小球对地面的压力为_____。
答案:mg+mv²/R
二、例题
质量为m的小球在光滑的水平面上以初速度v0开始向右运动,碰到一竖直墙壁后原速弹回,碰到一个大小不计的轻质弹簧,弹簧被压缩至最短时小球的速度为v1,求此时小球对弹簧的平均作用力。
分析:小球向右运动时受到向右的弹力,反弹时受到向左的弹力,这两个力的合力即为小球对弹簧的平均作用力。
解:向右运动时,小球受到向右的弹力作用,做加速度为a1向右的匀加速运动,速度增大至v0时停止运动。反弹时小球受到向左的弹力作用,做加速度为a2向左的匀减速运动,速度减小至v1时停止运动。根据牛顿第二定律得:a1=mg/m,a2=mg/m
所以小球对弹簧的平均作用力为F=ma1+ma2=(mg)²
三、常见问题
1. 物体在竖直平面内做圆周运动时,最高点的速度应该满足什么条件?
答:物体在竖直平面内做圆周运动时,最高点的速度应该小于或等于物体做自由落体运动时的速度。如果速度过大,则物体对轨道的压力大于零;如果速度过小,则物体对轨道没有压力。
2. 物体在圆弧形轨道上运动时,对轨道的压力为什么有时可以为零?
答:物体在圆弧形轨道上运动时,如果速度合适,则物体受到的重力恰好提供向心力,此时物体与轨道之间没有相互作用力,即对轨道的压力可以为零。
3. 弹簧被压缩至最短时小球的速度为v1,此时小球对弹簧的平均作用力与弹簧的弹性势能的关系是什么?
答:根据动能定理可知,弹簧被压缩至最短时小球的速度为v1时,小球对弹簧的平均作用力与弹簧的弹性势能成正比。因为小球受到弹簧的弹力作用而减速运动,这个力对小球做负功,同时小球的动能也减小,转化为弹簧的弹性势能。因此平均作用力越大,弹簧的弹性势能越大。
