高中物理力学知识题和相关例题如下:
一、选择题
1. 假设地球自转加快,则当地球赤道上的物体所受的万有引力大小将( )
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法确定
答案:A
解析:
由于地球自转,地球赤道上的物体做圆周运动,由向心力公式可知,万有引力的一部分提供向心力,当地球自转加快时,向心力减小,所以万有引力减小。
例题:
某人在地球表面上用弹簧测力计测量一物体重力为G,假设此人在距离地球表面高度为h的太空舱内,已知太空舱内气压接近为零,物体处于完全失重状态,此时弹簧测力计的读数为F,则地球半径与太空舱半径之比为( )
答案:G(R+h)/F
解析:
由于物体处于完全失重状态,故在太空舱内对物体的支持力为零,由万有引力定律可知,此时地球与太空舱之间的万有引力即为物体在太空舱中受到的重力,所以地球半径与太空舱半径之比即为重力之比。
2. 质量为m的物体放在水平地面上,物体与地面间的摩擦因数为μ,当用大小为F的力拉物体时,下列说法正确的是( )
A. 如果物体静止不动,则摩擦力一定等于F
B. 如果物体向右匀速直线运动,则摩擦力一定小于F
C. 如果物体向右匀速直线运动,则摩擦力一定等于F
D. 如果物体向右匀加速直线运动,则摩擦力一定大于F
答案:C
解析:
如果物体静止不动或向右匀速直线运动时,根据平衡条件可知摩擦力一定等于F;如果物体向右匀加速直线运动时,根据牛顿第二定律可知摩擦力一定大于F。
二、填空题
3. 一质量为m的物体放在光滑水平面上,在水平恒力作用下做加速运动。当水平恒力减小到某一值F'后做匀速运动。求此时物体的加速度大小与原来加速度大小的倍数之比。
答案:加速度大小之比为1:3。
解析:
根据牛顿第二定律可知,原来物体的加速度为a = F/m;当水平恒力减小到F'后做匀速运动时,物体的加速度为零。此时物体的加速度大小与原来加速度大小的倍数之比为a'/a = (F'-F)/F = 3/4。因此加速度大小之比为1:3。
例题:
一质量为m的物体放在光滑水平面上,在水平恒力作用下做加速运动。当水平恒力减小到某一值F'后做匀速运动。此时物体的速度大小为v。求此时物体的加速度大小与原来加速度大小的倍数。
答案:a'/a = (v^2)/(v^2-v') = (v-v')/v = (v-vsinθ)/v(cosθ)(其中θ为速度方向与水平方向的夹角)。
解析:
根据牛顿第二定律可知,原来物体的加速度为a = F/m;当水平恒力减小到F'后做匀速运动时,物体的加速度为零。此时物体的速度大小为v'。根据几何关系可知速度方向与水平方向的夹角为θ。因此有a'/a = (v^2)/(v^2-v') = (v-vsinθ)/v(cosθ)。因此加速度大小之比为(v-vsinθ)/v(cosθ)。
以上是高中物理力学知识题和相关例题的解答,供您参考。
例题:
质量为5kg的物体在水平面上向右运动,此时物体受到一个大小为20N的水平向左的拉力,求物体受到的合力的大小和方向。
解析:
物体的重力为50N,方向竖直向下。水平面对物体的支持力为50N,方向竖直向上。物体受到的摩擦力为15N,方向水平向左。因此物体受到的合力为20N - 15N = 5N,方向水平向右。
相关物理知识:
在水平面上运动的物体,受到的摩擦力取决于物体的运动状态和接触面的情况。当物体向右运动时,受到的摩擦力为滑动摩擦力,其大小与正压力和动摩擦因数有关。此外,物体还受到拉力和重力等其他力的影响。合力的计算要考虑所有力的效果,将其分解后求差值。
这道题考察了学生对摩擦力、受力分析、合力计算等力学知识的掌握和应用。
高中物理力学常见问题及例题:
一、摩擦力问题
例题:质量为m的物体在水平面上以一定的速度向右运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,求物体受到的摩擦力大小和方向。
分析:物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式F=μF_{N}可求得其大小,方向与相对运动方向相反,即水平向左。
二、力的合成与分解问题
例题:一个质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,求物体所受的支持力和摩擦力的大小和方向。
分析:物体受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,将这三个力合成或者分解,根据平行四边形定则求解即可。
三、牛顿运动定律的应用
例题:一个质量为m的小球从高为H处自由下落,经过时间t到达地面,求小球在着地前瞬间的重力的瞬时功率和着地后瞬间的重力的平均功率。
分析:小球在着地前瞬间受到重力和支持力两个力的作用,根据牛顿第二定律可求得重力的瞬时功率;着地后小球做减速运动,根据运动学公式可求得着地后瞬间的重力的平均功率。
四、动量定理的应用
例题:一个质量为m的小球以初速度v_{0}沿水平方向向右运动,与一个竖直墙壁发生碰撞,求小球在碰撞过程中受到的冲量和墙壁受到的平均冲力的大小和方向。
分析:小球在碰撞过程中受到重力和支持力的作用,根据动量定理可求得小球受到的冲量;墙壁受到的平均冲力由墙壁和球共同决定。
以上是高中物理力学知识的一些常见问题及例题,这些问题涉及到摩擦力、力的合成与分解、牛顿运动定律和动量定理等多个知识点,需要同学们在平时的学习中多加练习。