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高中物理联赛试题 力学和相关例题

2026-09-29 18:46:00综合与其它405

抱歉,无法提供高中物理联赛力学试题,但可以为您提供一些力学相关例题:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

1. 如图所示,质量为m的小球用细绳拴住,细绳方向与竖直方向成一定角度θ。现对小球施加一个与细绳拉力方向相反的恒力F,使小球在这一平面内做匀速圆周运动,求:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

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图略Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(1)恒力F的大小;Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(2)小球在最高点时绳的拉力。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

【分析】Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(1)小球做匀速圆周运动,合力提供向心力,根据向心力公式求解即可;Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(2)小球在最高点时,根据牛顿第二定律求解绳的拉力。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

【解答】Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据题意可知,$F = mgtantheta$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(2)小球在最高点时,根据牛顿第二定律有:$F_{N} + mgsintheta = mfrac{v^{2}}{R}$解得:$F_{N} = mfrac{v^{2}}{R} - mgsintheta$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

2. 如图所示,质量为$m$的小球用长为L的细线悬挂于O点,细线偏离竖直方向的角度为$theta $。小球恰能在竖直平面内做圆周运动。求:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(1)小球通过最高点时的最小速度;Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(2)若小球在最低点受到细线的拉力为零,求小球的质量。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

【分析】Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(1)当细线拉力为零时,小球通过最高点的最小速度,根据动能定理列式求解即可;Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据牛顿第二定律列式求解即可。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

【解答】Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(1)当细线拉力为零时,小球通过最高点的最小速度为零,根据动能定理有:$mgL(theta - frac{pi}{2}) = 0 - frac{1}{2}mv^{2}$解得:$v = sqrt{gL(theta - frac{pi}{2})}$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

(2)小球在最低点受到细线的拉力为零时,根据牛顿第二定律有:$mg - F_{T} = mfrac{v^{2}}{L}$解得:$F_{T} = 0 - mg = m(frac{v^{2}}{L} - g)$解得:$m = frac{gL}{frac{v^{2}}{L} - g}$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

以上是部分高中物理联赛力学试题及解答,建议查阅相关书籍获取更多信息。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

以下是一道力学的高中物理联赛试题及例题:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

试题:一质量为$m$的小球,在距地面高度为$H$的空中以初速度$v_{0}$抛出,不计空气阻力,求小球落地时的动量。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

例题:一质量为$2kg$的小球,在光滑水平桌面上以$4m/s$的速度向右运动,与一大小为$3N$、方向向左的物体碰撞后,反向弹回,速度大小变为原来的三分之一,求碰撞前后小球受到的合外力冲量。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

解释:在碰撞过程中,小球受到两个力的作用,大小相等方向相反,即合外力冲量大小相等方向相反,可以运用动量定理求解。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

解题过程:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

碰撞前:$I_{前} = 0 - mv_{0}$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

碰撞后:$I_{后} = mv_{1} - ( - mv_{0}) = 2mv_{0}$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

根据动量定理可得:$I = I_{前} + I_{后}$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

解得:$I = 3text{ }kg cdot m/s$Y9V物理好资源网(原物理ok网)

所以小球受到的合外力冲量为$3text{ }kg cdot m/s$。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

这道例题是一道典型的碰撞问题,通过运用动量定理求解合外力冲量,可以帮助学生更好地理解动量定理的应用。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

以下是一份高中物理联赛力学试题及解答例题常见问题:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

一、选择题Y9V物理好资源网(原物理ok网)

1. 一根轻质弹簧,当在其上施加10N的拉力时,弹簧的长度为12cm,当在其上施加20N的拉力时,弹簧的长度为15cm,求弹簧的原长。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

解答:设弹簧原长为L,劲度系数为k,则有:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

F1 = k(L - L0)Y9V物理好资源网(原物理ok网)

F2 = k(L0 - L)Y9V物理好资源网(原物理ok网)

其中,F1 = 10N,L1 = 12cm,F2 = 20N,L2 = 15cm。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

将两个式子联立解得:L = 13cm。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

2. 一质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点,小球在水平恒力作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图所示。求拉力所做的功。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

解答:小球在恒力作用下缓慢移动,合力做功为零。拉力做功等于小球的重力势能的增加量。设细线与竖直方向的夹角为θ,则有:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

W = mgl(1 - cosθ)Y9V物理好资源网(原物理ok网)

其中,l为悬点到小球移动到最高点的距离。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

二、填空题Y9V物理好资源网(原物理ok网)

3. 一质量为m的小车静止在光滑的水平面上,小车与竖直墙壁发生弹性碰撞,碰撞时间极短。已知小车与墙壁碰撞时弹力的冲量大小为I,求小车在碰撞后瞬间受到的墙壁弹力的平均值。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

解答:小车在碰撞后瞬间受到的墙壁弹力的平均值为F = I/t,其中t为小车与墙壁碰撞的时间。由于小车与墙壁碰撞时弹力的冲量大小为I,因此有I = Ft。解得F = I/t = I/√(2mL/g)。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

以上是高中物理联赛力学试题及解答例题常见问题,希望对你有所帮助。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

例题:Y9V物理好资源网(原物理ok网)

如图所示,一质量为m的小车静止在光滑的水平面上,小车与竖直墙壁发生弹性碰撞,碰撞时间极短。已知小车与墙壁碰撞时弹力的冲量大小为I,小车在碰撞后瞬间受到的墙壁弹力的平均值为F。求小车在碰撞前瞬间受到的墙壁弹力的平均值。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

解答:由于小车在碰撞前瞬间和碰撞后瞬间受到的墙壁弹力大小相等,方向相反,因此小车在碰撞前瞬间受到的墙壁弹力的平均值也为F。根据动量守恒定律可得:mv0 = mv1 + Mv2,其中M为墙壁的质量,v1为小车的速度变化量,v2为墙壁的速度变化量。由于墙壁受到的弹力大小相等,方向相反,因此墙壁受到的冲量为-I。根据动量定理可得:-I = (M + m)Δv,其中Δv为小车和墙壁的总速度变化量。将上述三个式子联立解得:F = I/t = I/√(2mL/g),其中t为小车与墙壁碰撞的时间。因此小车在碰撞前瞬间受到的墙壁弹力的平均值为F = I/√(2mL/g)。Y9V物理好资源网(原物理ok网)

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