- 高一物理力学平衡方程题
以下是一些高一物理力学平衡方程题:
1. 轻杆一端固定一个小球,另一端固定在光滑水平轴O上,现给小球一初速度,使小球在水平桌面上做匀速圆周运动。设小球在最高点时,杆所受的弹力方向向下,则在此过程中,小球受哪些力?合力是多少?
2. 质量为m的物体在竖直向上的恒力作用下减速上升了h,在这个过程中,拉力对物体做功为多少?重力对物体做功多少?
3. 质量为m的物体在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑,求斜面对物体的弹力。
4. 质量为m的物体放在水平面上,用大小为F、方向与水平面成θ角的拉力作用,使物体沿水平面做匀速直线运动,求物体与地面间的摩擦力。
5. 质量为M的楔形木块A放在粗糙的水平地面上,其斜面上有一质量为m的小物块B,用大小为F的水平外力作用于B上,使B沿斜面匀速下滑。求地面对A的摩擦力。
6. 质量为m的物体放在光滑的水平面上,在水平拉力作用下做加速直线运动,当水平拉力大小为F时,加速度为a1;当水平拉力大小变为2F时,加速度为a2;求a1与a2之比。
7. 质量为M的斜面体静止在粗糙的水平地面上,斜面体倾角为θ,质量为m的小物块正沿斜面下滑。求地面对斜面体的摩擦力。
以上问题均涉及到力学平衡方程的运用,通过分析物体的受力情况,可以建立平衡方程并求解相关问题。
相关例题:
题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用,沿着与水平方向成30度角的方向运动,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,求物体所受的摩擦力。
解析:
首先,我们需要知道物体受到的力。在这个问题中,物体受到重力、支持力和水平外力三个力的作用。物体在水平方向上做匀速直线运动,因此水平方向的受力平衡,即摩擦力等于外力减去滑动摩擦力。
根据牛顿第二定律,物体受到的摩擦力为:
f = μN = μmg = 0.2 × 5 × 10 = 10N
其中,μ为动摩擦因数,g为重力加速度,N为正压力。
为了求解这个摩擦力,我们需要知道物体的位移和外力的方向。假设物体在水平方向上移动了1m,那么根据运动学公式,我们有:
s = v0t + 1/2at^2
其中s为位移,v0为初速度(即零时刻的速度),a为加速度(这里我们假设为摩擦力产生的加速度),t为时间。
由于物体做匀速直线运动,所以初速度v0为零,加速度a即为摩擦力产生的加速度。因此我们有:
a = f/m = 10/5 = 2m/s^2
将上述数据带入运动学公式中,我们有:
s = 2t
假设时间为t = 1s,那么位移s = 2m。
因此,物体受到的摩擦力为:
f = μ(mg-Fsinθ) = 0.2 × (5 × 10 - 20 × sin30°) = 14N > 实际摩擦力。
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