初中竞赛物理力学试题及例题:
一、选择题
1. 一根弹簧在弹性限度内,对其施加30N的拉力时,其伸长了3cm,则其劲度系数为( )
A. 一定为30N/m B. 一定为10N/m C. 可能为15N/m D. 无法确定
解题例题:
弹簧的劲度系数取决于弹簧本身,与弹簧受到的拉力大小及弹簧伸长量无关。根据胡克定律F=kx,其中F为弹力,x为伸长量,k为劲度系数。
答案:C
2. 一根弹簧原长12cm,它受到10N的拉力时,弹簧长度变为16cm。若它受的力再增大5N,则弹簧长度可能变为( )
A. 18cm B. 20cm C. 24cm D. 26cm
解题例题:
根据胡克定律F=kx,其中F为弹力,x为伸长量或压缩量,k为劲度系数。再根据弹簧长度L=L0+x,其中L0为弹簧原长,L为弹簧伸长或压缩后的长度。已知弹簧受到10N的拉力时伸长了6cm,那么它受到15N的拉力时,根据F=kx和L=L0+x可求得弹簧的伸长量x',再根据L=L0+x'可求得弹簧的长度。
答案:D
二、填空题
3. 一根弹簧在弹性限度内,对其施加30N的拉力时,其长度为20cm,对其施加30N的压力时,其长度为15cm。若它受两个方向相反的力作用而伸长5cm时,则其中一个力的大小为 N。
解题例题:
根据胡克定律F=kx,其中F为弹力,x为伸长量或压缩量,k为劲度系数。已知两种情况下弹力与形变量的关系,可以求出弹簧的劲度系数k,再根据另一个力的方向与弹簧方向相同还是相反,求出另一个力的大小。
答案:45N
4. 一根弹簧原长15cm,上端固定,下端挂一重物时,弹簧伸长到20cm。如果把挂重物的线剪断瞬间,重物向下做加速度为a的匀加速直线运动。已知a=g/2(g为重力加速度),那么在重物下落的加速度a= m/s²。
解题例题:
根据胡克定律F=kx和牛顿第二定律F=ma可以求出重物受到的弹力大小和重物的质量,再根据牛顿第二定律求出重物下落的加速度。
答案:g/2
三、解答题
5. 一根弹簧在弹性限度内受10N拉力时总长为24cm。受20N拉力时总长为26cm。求该弹簧的原长和劲度系数。
解题例题:
可以根据两次的长度变化求出劲度系数k=F/x,再根据原长L和k的关系求解原长L'。
答案:(1)原长L=25cm;(2)劲度系数k=50N/m。
以上是初中竞赛物理力学试题及例题的简单介绍。请注意,由于竞赛试题可能因地区和时间而异,因此建议参考当地历年竞赛试题和相关教材进行学习。
初中竞赛物理力学试题及解析:
题目:一质量为5kg的木块放在木板上,木板与地面成30度角,木块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.4,求要使木块在木板上滑动,需要多大的水平拉力F?
解析:
首先,我们需要对问题进行解读,明确题目中的各个物理量及其关系。
已知物块质量为5kg,木板与地面成30度角,物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.4。需要求出水平拉力F的大小。
解题思路:
我们需要根据受力分析,利用牛顿第二定律求出物块在木板上的加速度,再根据运动学公式求出木板位移,最后根据滑动摩擦力表达式求出水平拉力F。
首先,物块受到重力、木板支持力、木板与物块间的滑动摩擦力作用,木板受到重力、物块压力、木板与地面间的滑动摩擦力作用。
根据牛顿第二定律,物块加速度为:a1 = μ1g = 2m/s^2
木板加速度为:a2 = μ2(mgcosθ-Fsinθ)/m = 1m/s^2
木板位移为:s = a2t^2/2 = 0.5m
根据滑动摩擦力表达式:F = μ2(mgcosθ+ma2) = 7N
所以,要使木块在木板上滑动,需要7N的水平拉力。
相关例题:
题目:一个质量为5kg的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.3,现用一个大小为30N的水平拉力使物体从静止开始运动,求物体在3s内的位移是多少?
解析:
首先,我们需要对问题进行解读,明确题目中的各个物理量及其关系。
已知物体质量为5kg,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.3,拉力为30N。需要求物体在3s内的位移。
解题思路:
我们需要根据受力分析,利用牛顿第二定律求出物体加速度,再根据运动学公式求出位移。
物体受到重力、地面的支持力和水平拉力作用,合力提供加速度。根据牛顿第二定律可得:F-μmg=ma
解得:a=2m/s^2
根据位移公式可得:s=at^2/2=4.5m
所以,物体在3s内的位移是4.5m。
初中竞赛物理力学试题
例题:
一质量为5kg的木块静止在水平地面上,一同学用与水平方向成30°角斜向上的拉力拉木块,使木块沿水平地面做匀速直线运动,拉力的大小为10N,求木块与地面间的摩擦力的大小和方向。
解题分析:
首先对木块进行受力分析,根据平衡条件求解。
已知:$F = 10N$,$F_{分} = Fsin 30^{circ} = 5N$
根据平衡条件可得:$f = F_{分} = 5N$
方向与拉力的分力方向相反,即水平向左。
初中力学常见问题:
1. 物体在大小为$F$的恒力作用下做匀速圆周运动,运动过程中物体的加速度大小不变,则方向可能指向圆心。为什么?
答:物体做匀速圆周运动时,受到的合外力大小不变,方向始终指向圆心,因此物体受到的合外力大小不变且方向时刻变化,所以物体受到的合外力的方向可能指向圆心。
2. 物体在水平面上向右滑行,受到向左的摩擦力作用,此时物体受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?为什么?
答:物体受到的摩擦力是滑动摩擦力。因为物体在水平面上滑行时受到向左的摩擦力作用,说明物体与水平面之间有相对运动的趋势,因此物体受到的摩擦力为滑动摩擦力。
以上是初中竞赛物理力学试题和相关例题的常见问题,希望对你有所帮助。