高中物理动力学试题及例题如下:
一、选择题
1. 一辆质量为5kg的小车静止在光滑水平面上,小车上有一质量为2kg的小物块,小物块与小车之间的摩擦力为车重的0.2倍,现用水平恒力作用在车上物块上,使物块从静止开始运动,经过一段时间物块在车上滑行了3m后与车相对静止,则下列说法正确的是( )
A. 水平恒力大小为6N
B. 水平恒力作用在小车上时间可能为1s
C. 水平恒力作用在小物块上时间可能为2s
D. 水平恒力作用在小物块上时间可能为3s
解题思路:
根据动能定理求解水平恒力大小和作用时间。
解得:$F = 6N$,方向水平向右。
根据牛顿第二定律得:$a = frac{F - f}{m} = frac{6 - 0.2 times 2 times 10}{2} = 2m/s^{2}$
设作用时间为$t$,则对物块:$x = frac{1}{2}at^{2}$
代入数据解得:$t = sqrt{frac{2 times 3}{2}} = 1s$或$t = - sqrt{frac{2 times 3}{2}}($舍去)
所以选项A正确,选项B错误。
由于小车与物块一起运动,所以作用在小车上的时间应大于作用在物块上的时间,所以选项C错误,选项D正确。
2. 一质量为$m$的小球以初速度$v_{0}$沿水平方向抛出,经时间$t$落地时速度方向与水平方向的夹角为$theta $,重力加速度为$g$,则下列说法正确的是( )
A. 小球在空中的运动时间为$frac{v_{0}}{g}$
B. 小球在空中的运动时间为$sqrt{frac{2v_{0}}{g}}$
C. 小球在竖直方向的分速度为$tantheta$
D. 小球在水平方向的分位移为$frac{v_{0}tantheta}{g}$
解题思路:
根据平抛运动规律求解小球在空中的运动时间;根据平抛运动规律求解小球在竖直方向的分速度;根据平抛运动规律求解小球在水平方向的分位移。
小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,有:$h = frac{1}{2}gt^{2}$,水平方向做匀速直线运动,有:$x = v_{0}t$。小球落地时速度方向与水平方向的夹角为$theta $,则有:$tantheta = frac{v_{y}}{v_{0}}$。解得:C正确。
二、例题分析
【例题】一质量为$m$的小球以初速度$v_{0}$沿水平方向抛出,经时间$t$落地时速度方向与水平方向的夹角为$theta $,重力加速度为$g$.求:
(1)小球在空中的运动时间;
(2)小球落地时的速度大小;
(3)小球抛出点离地面的高度。
【分析】
(1)小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据位移时间关系求解运动时间;
(2)根据动能定理求解小球落地时的速度大小;
(3)小球抛出点离地面的高度等于平抛运动的水平位移。
【解答】
(1)小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,有:$h = frac{1}{2}gt^{2}$解得:$t = sqrt{frac{2h}{g}}$;故小球在空中的运动时间为$sqrt{frac{2h}{g}}$;
(2)小球落地时的速度大小为:$v = v_{0} + gt = v_{0} + gttantheta$;故小球落地时的速度大小为:$sqrt{v_{0}^{2} + v^{2}} = sqrt{v_{0}^{2} + v_{y}^{2}}$;故小球落地时的速度大小为:$sqrt{v_{0}^{2} + v_{y}^{2}tan^{2}theta}$;小球抛出点离地面的高度等于平抛运动的水平位移:$
以下是一道高中物理动力学试题及解答:
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、方向与地面成30度角斜向下的推力作用,物体在水平地面上移动了10m的距离,求物体所受各力的功。
解答:
1. 推力在水平方向上的分力为:F1=Fcos30=20√3/2=10√3N
2. 物体受到的支持力不做功,即W支=0
3. 物体受到的摩擦力为:f=Fsin30=201/2=10N
摩擦力做功为:W摩=-fs=-1010=-100J
所以,各力做功为:W推=10√3+100J,W支=0,W摩=-100J。
高中物理动力学是高中物理学习的重点和难点之一,常见的问题包括以下几个方面:
1. 受力分析:正确分析物体的受力情况是解决动力学问题的基础。学生需要学会根据物体的运动状态,如加速、减速、匀速直线、曲线运动等,来分析物体的受力情况。
2. 牛顿运动定律的应用:牛顿第二定律是动力学部分的核心,学生需要理解并掌握其应用,包括加速度的计算、力的合成与分解等。
3. 动量守恒定律:动量守恒定律是动力学部分的另一个重要定律,学生需要理解并能够正确应用。
4. 运动学公式:高中物理运动学有很多公式,包括位移、速度、加速度、时间等,学生需要熟练掌握这些公式,并能根据实际情况选择合适的公式进行计算。
5. 超重和失重:在加速和减速超重和失重情况下,学生需要理解并能够正确计算物体的质量、加速度和速度等物理量。
以下是一道高中物理动力学试题及解答例题:
例题:一物体在水平地面上受到水平推力作用,处于静止状态,已知推力大小为F,物体与地面间的动摩擦因数为μ,求物体的加速度大小。
解答:物体受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,根据牛顿第二定律,有:
F-μmg=ma
其中,m为物体质量,g为重力加速度。
解得:a=F/m-μg
即物体的加速度大小为F/m-μg。
这道试题考察了学生对牛顿第二定律的理解和应用,需要学生能够正确分析物体的受力情况,并根据受力情况计算物体的加速度。
以上只是高中物理动力学部分的一些常见问题,学生需要在学习过程中不断积累和总结,才能更好地掌握动力学知识。