高中物理题力学例题:
题目:一质量为 m 的小车静止在光滑的水平面上,小车最左端有一质量为 m0 的小物块,小物块与小车之间的摩擦力为 f ,现用水平向右的恒力 F 拉小车,经过时间 t 小车与小物块达到共同速度,求小物块与小车达到共同速度时,它们之间的距离。
相关知识点:
1. 动量守恒定律;
2. 匀变速直线运动的位移公式。
解题过程:
1. 小物块与小车达到共同速度时,系统动量守恒,以小车与小物块组成的系统为研究对象,水平方向受到的合外力为零,则系统在水平方向动量守恒,设共同速度为 v ,根据动量守恒定律有:
$Ft = (m + m_{0})v$
2. 小物块在摩擦力作用下做匀减速运动,加速度大小为 a = \frac{f}{m_{0}} ,小车做匀加速运动,加速度大小为 a_{车} = \frac{f}{m} ,设小物块运动距离为 x_{物},小车运动距离为 x_{车},根据匀变速直线运动的位移公式可得:
x_{物} = \frac{v^{2}}{2a}
x_{车} = \frac{v^{2}}{a_{车}}
3. 小物块与小车之间的距离为:
Δx = x_{车} - (x_{物} + s_{0})
其中 s_{0} 为小物块在小车上滑动的距离。
例题分析:
【例题】质量为 m 的小车静止在光滑的水平面上,小车最左端有一质量为 m_{0} 的小球,小球与小车之间的摩擦力为 f ,现用水平向右的恒力 F 拉小车,经过时间 t 小球与小车达到共同速度,求小球与小车达到共同速度时,它们之间的距离。
【分析】
根据动量守恒定律和匀变速直线运动的位移公式求解即可。
【答案】
根据动量守恒定律和匀变速直线运动的位移公式可得:$Ft = (m + m_{0})v$,$x_{车} = \frac{v^{2}}{a_{车}}$,$x_{球} = \frac{v^{2}}{2a}$,其中 a = \frac{f}{m_{0}} ,a_{车} = \frac{f}{m} ,解得:$\Delta x = x_{车} - (x_{球} + s_{0})$。
以下是一个高中物理题及例题:
题目:一物体在水平地面上受到水平拉力F的作用,物体与地面间的动摩擦因数为μ,物体由静止开始运动,经过时间t速度达到v。求物体在这段时间内发生的位移s。
例题:一质量为m的木块在水平地面上受到水平拉力F的作用,经过时间t移动距离s,速度达到v。求木块在这段时间内受到的摩擦力f和拉力F的大小。
根据题目中的条件,可以列出运动方程:F - f = ma,其中a为加速度。解得f = F - ma。根据已知条件,可以求得F = fs/t + ma。因此,拉力F的大小为fs/t + ma。
回到原题中,根据已知条件,可以求得木块受到的摩擦力f = F - Fv/s = F(1 - v/s)。由于木块在水平地面上受到拉力F的作用,所以拉力F的大小为F = fs/t。因此,物体在这段时间内发生的位移s = vt + 1/2at^2 = fs/f + 1/2at^2。
希望这个例题能够帮助你理解高中物理题及解题方法。
高中物理题力学部分常见问题:
1. 摩擦力方向的判定:摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势。
2. 摩擦力方向的确定是解题的关键,特别是在动力学问题中。
3. 静摩擦力的大小可以通过平衡条件或牛顿运动定律来求解。
4. 滑动摩擦力的大小与正压力成正比,注意公式的适用条件。
例题:
如图所示,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,当用与水平方向成θ角的拉力F拉物体时,求物体受到的摩擦力的大小。
解析:
物体受到的摩擦力为静摩擦力,其大小为$F\sin\theta$。根据平衡条件可得,水平方向上合力为零,即$F\cos\theta - f = 0$,其中$f$为滑动摩擦力,大小为$f = \mu mg$。所以物体受到的摩擦力大小为$F\sin\theta$。
相关例题:
如图所示,质量为m的小车放在光滑的水平地面上,小车上有质量为M的人。当人以水平速度v跳上小车时,求人与车共同运动的速度。
解析:
人跳上小车后,人与车之间的摩擦力为静摩擦力,其大小为人和车之间的相互作用力,大小取决于车的运动状态。假设车向右运动,则人受到向左的静摩擦力作用,反之亦然。根据动量守恒定律可得:$mv = (m + M)v^{\prime}$,其中$v^{\prime}$为人和车共同运动的速度。
总结:高中物理题力学部分涉及的知识点较多,需要熟练掌握平衡条件、牛顿运动定律、动量守恒定律等基本概念和公式,同时注意公式的适用条件和解题细节。
