以下是一个初中中考物理力学计算题的例题和解答:
题目:一个重为5N的物体放在水平桌面上,用1N的力去推,物体静止不动,此时它受到的摩擦力为____;改用2N的力推物体,物体做匀速直线运动,此时物体受到的摩擦力为____;当用3N的力推物体,物体受到的摩擦力为____。
分析:物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力是平衡力,二力平衡时大小相等。
解答:
($1$)用$1N$力推物体,物体静止不动,此时物体受的摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等,所以此时物体受到的摩擦力是$1N$;
($2$)用$2N$力推物体,物体做匀速直线运动,此时物体受到的摩擦力和推力也是一对平衡力,大小相等,所以此时物体受到的摩擦力是$2N$;
($3$)如果用$3N$力推这个物体,由于物体对地面的压力、以及接触面的粗糙程度没变,所以物体受到的摩擦力仍为$2N$。
故答案为:$1N$;$2N$;$2N$。
【例题】:在光滑的水平面上,有一个重为10N的物体,用一根轻绳绕过光滑的滑轮,在水平拉力作用下由静止开始向右运动,已知拉力大小为4N,求:
(1)物体受到的摩擦力大小;
(2)物体在2s内通过的位移大小。
【分析】:
(1)物体在水平拉力作用下向右运动,说明物体受到向右的摩擦力,大小为拉力大小为4N。
(2)物体在光滑水平面上运动时,没有阻力,因此摩擦力为零。根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为$a = frac{F}{m} = frac{4}{10}m/s^{2} = 0.4m/s^{2}$。根据位移公式可得$x = frac{1}{2}at^{2} = frac{1}{2} times 0.4 times 4 = 0.8m$。
【答案】:物体受到的摩擦力大小为$4N$;物体在2s内通过的位移大小为$0.8m$。
【例题】:在水平地面上有一个质量为$5kg$的物体,它受到一个大小为$15N$的水平拉力作用,使物体从静止开始运动,经过$3s$的时间物体移动了$9m$的距离,求:
(1)物体受到的摩擦力大小;
(2)物体所受合外力的大小;
(3)物体运动的加速度大小。
【分析】:
(1)根据位移公式可得物体的加速度为$a = frac{x}{t^{2}} = frac{9}{9}m/s^{2} = 1m/s^{2}$。根据牛顿第二定律可得物体受到的摩擦力大小为$f = ma = 5 times 1N = 5N$。
(2)物体所受合外力的大小为$F = F_{拉} - f = 15 - 5N = 10N$。
(3)物体运动的加速度大小为$a = frac{F}{m} = frac{10}{5}m/s^{2} = 2m/s^{2}$。
【答案】:物体受到的摩擦力大小为$5N$;物体所受合外力的大小为$10N$;物体运动的加速度大小为$2m/s^{2}$。
初中中考物理力学计算题常见问题包括:
1. 计算物体的重力:已知物体的质量,求其重力。
2. 计算压力的大小:已知受力面积和压力的作用效果,求压力的大小。
3. 浮力问题的计算:已知物体的重力、体积和质量,求物体在液体中所受的浮力。
4. 杠杆平衡问题的计算:已知动力臂和阻力臂以及杠杆受到的力,求杠杆的平衡位置。
5. 滑轮组问题的计算:已知滑轮组的绳数和拉力的大小,求物体上升的高度。
以下是一个相关例题:
例题:一个质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N的水平推力,物体与地面间的摩擦因数为0.2,求物体的加速度大小和方向。
分析:物体受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,根据牛顿第二定律可以求得加速度的大小和方向。
解:根据题意,物体受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,根据牛顿第二定律可得:
F - μmg = ma
代入数据可得:a = 2m/s²
方向与推力的方向相同。
因此,当物体在水平地面上受到一个大小为20N的水平推力时,物体的加速度大小为2m/s²,方向与推力的方向相同。