例题:
【题目】一个质量为m的物体,放在光滑水平面上,受到水平恒力F作用,由静止开始运动,经时间t,位移为s,求物体的速度和加速度。
【分析】
1. 根据牛顿第二定律求出物体的加速度。
2. 根据运动学公式求出物体的速度。
【解答】
根据牛顿第二定律,有:$F = ma$
根据运动学公式,有:$v = at$
解得:$v = frac{F}{m}t$,$a = frac{F}{m}$
【相关例题】
【题目】一个质量为m的物体,放在光滑水平面上,受到水平恒力F的作用,由静止开始运动,经时间t,位移为s,求物体受到的摩擦力。
【分析】
1. 根据牛顿第二定律求出物体受到的摩擦力。
2. 根据运动学公式求出物体的加速度。
【解答】
根据牛顿第二定律,有:$F - f = ma$
根据运动学公式,有:$v = at$
解得:$f = frac{F - ma}{m} = frac{F}{m} - frac{a}{m}t$
【答案】物体受到的摩擦力为$frac{F}{m} - frac{a}{m}t$。
【解析】由于物体在光滑水平面上运动,没有摩擦力作用,因此物体受到的摩擦力为零。但是物体受到水平恒力F的作用,因此物体受到的合外力为$F - f = ma$。根据运动学公式$v = at$可以求出物体的加速度。因此,物体受到的摩擦力为$frac{F - ma}{m}$。
例题:
一个质量为m的物体放在一个绝热的容器内,容器内有一部分气体,当对这个物体施加一恒定的拉力F时,物体开始运动,假设拉力F做的功全部用来增加气体的内能,经过一段时间后,气体温度升高了t,求物体运动的加速度。
解析:
由于物体运动时受到的拉力恒定,所以物体的加速度恒定,设为a。根据动能定理,有:
Fs - mgh = △E
其中,Fs为拉力做的功,mg为重力做功,h为物体上升的高度,△E为气体内能增加量。由于拉力做的功全部用来增加气体的内能,所以有:
Fs = △E = ∫Cρvdt
其中,C为气体比热容,ρ为气体密度,v为气体平均速度。由于气体绝热,所以气体温度不变,即气体平均速度不变。因此有:
a = F/m - g/h
其中,g为重力加速度。
答案:物体运动的加速度为a = F/m - g/h。由于拉力做的功全部用来增加气体的内能,所以气体温度升高了t。由于气体绝热,所以气体平均速度不变。因此物体运动的加速度与重力加速度无关。
高中物理选必三热学部分常见问题包括:
1. 什么是热力学温标?热力学温标与摄氏温标的换算规则是什么?
2. 什么是热容?什么是比热容?如何计算物质的热容?
3. 气体实验定律有哪些?如何应用气体实验定律进行计算?
4. 什么是内能?热力学第一定律与热力学第二定律的内容是什么?
5. 热传导的微观解释是什么?热力学基本方程是什么?
6. 什么是表面张力?毛细现象如何解释?
7. 什么是热力学循环?它有哪些应用?
以下是一个相关例题:
【例题】一容器内有某种理想气体,其温度与环境相同。已知该气体的质量为m,体积为V,比热容为C,则该气体每个分子的平均动能为多少?气体分子所具有的总动能是多少?
答案:气体分子平均动能的计算公式为:E=(1/2)mv²,其中m为气体分子的质量。对于理想气体,其分子速率分布遵循麦克斯韦速率分布律,因此可求得平均动能。
气体分子所具有的总动能是所有气体分子动能的和,即所有气体分子动能的平均值。根据能量守恒原理,可得到总动能与平均动能的关系式:E总=nE+ΔU,其中n为气体分子数密度,ΔU为气体内能。
对于该问题,已知气体温度为T,环境温度也为T,因此可求得气体分子的平均动能和总动能。代入已知量求解即可。
注意:以上问题及例题仅供参考,具体内容请以高中物理教材为准。