以下是一组初中物理力学提优计算题和相关例题:
计算题:
例1:一个质量为50kg的人,在地球上的重力约为500N,则此人在月球上的重力约为多少?(月球对物体的吸引力约为地球的1/6)
解:在月球上,人的重力G' = G × 1/6 = 500N × 1/6 = 83.3N。
例2:一个物体放在水平地面上,已知它对地面的压力F=100N,地面对它的支持力F',则F'大小是多少?方向如何?
解:因为物体静止在水平地面上,所以它受到的重力和支持力是一对平衡力,则F'大小等于压力F,方向竖直向上。
例3:一个物体受到两个力的作用,已知两个力的合力大小为40N,其中一个分力的大小为30N,另一个分力的方向未知,则另一个分力的最小值是多少?方向如何?
解:因为已知两个力的合力大小为40N,方向未知,所以另一个分力的最小值为合力与已知分力在同一直线上且方向相反时的大小,即另一个分力最小值为Fmin = F合 - F1 = 40N - 30N = 10N。由于合力与已知分力的夹角未知,所以另一个分力的方向可能不同。
例4:一个重为20N的物体放在水平桌面上,用10N的拉力使它向右做匀速直线运动,则物体受到的摩擦力是多少?方向如何?要使物体受到的摩擦力减小为5N,则应如何做?
解:因为物体做匀速直线运动,所以物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,则摩擦力f = F = 10N,方向水平向左。要使物体受到的摩擦力减小为5N,则应使拉力减小为5N,此时摩擦力与拉力仍是一对平衡力,所以摩擦力减小为5N,方向仍向左。
例5:一个重为20N的物体放在倾角为30°的斜面上,已知物体与斜面间的动摩擦因数为√3/6,现用大小为15N的水平推力使物体沿斜面向上运动,则物体所受斜面的支持力、摩擦力分别为多大?
解:因为物体放在倾角为30°的斜面上,所以物体受到重力、支持力和摩擦力的作用。根据题意可知,斜面对物体的支持力大小为F支 = mgcos30° = 20 × cos30°N = 20 × (√3/2)N = 10√3N。
由于物体与斜面间的动摩擦因数为√3/6,所以物体受到的滑动摩擦力大小为f = μF支 = (√3/6) × 10√3N = 5√3N。
由于用大小为15N的水平推力使物体沿斜面向上运动,所以物体所受的合力大小为F合 = F - f - mgsin30°= 15 - 5√3 - 20 × sin30°= (√3 - 5)N。由于合力与运动方向相同,所以物体做匀加速直线运动。
相关例题:
例6:一个重为20N的物体放在倾角为37°的斜面上静止不动,已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,求物体受到斜面的支持力和摩擦力的大小。
分析:由于物体静止在斜面上,所以它受到的重力和支持力是一对平衡力。根据题意可知支持力的方向垂直于斜面向上。由于动摩擦因数已知,所以可以根据公式f=μF支求解摩擦力的具体数值。
解:因为物体静止在斜面上,所以它受到的重力和支持力是一对平衡力。根据题意可知支持力的方向垂直于斜面向上。物体的质量为m=2kg,重力加速度为g=9.8m/s²。根据公式F=mgcosθ可得支持力的大小为F支=mgcosθ=2kg × 9.8m/s² × cos37°=17.64N。根据动摩擦因数的定义μ=f/F支可得摩擦力的大小为f=μF支=0.5 × 17.64N=8.82N。因此物体受到斜面的支持力和摩擦力的大小分别为17.64N
以下是一道初中物理力学提优计算题及例题:
计算题:
某人用50N的水平拉力,使重为200N的小车在水平面上匀速前进10m,则拉力对小车做的功是多少?
例题:
解:拉力对小车做的功:W = Fs = 50N × 10m = 500J。
这个例题给出了解题的思路和过程,有助于学生理解如何计算功。学生可以通过这个例题,掌握基本的物理计算方法,提高自己的解题能力。
初中物理力学提优计算题和相关例题常见问题
一、计算题
【例1】(2020·江苏盐城)质量为5kg的物体放在水平地面上,在15N水平拉力的作用下,以5m/s的速度做匀速直线运动。求:
(1)物体受到的摩擦力;
(2)拉力的功率。
【分析】
(1)物体在水平地面上做匀速直线运动,水平方向上受到拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件求出摩擦力的大小;
(2)根据功率公式$P = Fv$求出拉力的功率。
【解答】
(1)因为物体沿水平地面做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,则$f = F = 15N$;
(2)拉力的功率$P = Fv = 15N times 5m/s = 75W$。
二、常见问题
1. 摩擦力的大小与哪些因素有关?如何进行探究?
答:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。探究时,应采用控制变量法。
2. 如何利用弹簧测力计测量摩擦力的大小?
答:用弹簧测力计沿水平方向拉着物体在水平面上做匀速直线运动时,滑动摩擦力的大小与拉力大小相等,弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小。
3. 如何利用功率公式求功率?
答:已知速度和时间,可以求出通过的路程;已知路程和时间,可以求出功率。
4. 功率的单位是什么?如何进行换算?
答:功率的单位是瓦特(W),简称瓦,用符号$W$表示;常用的单位还有千瓦(kW),它们之间的关系是$1kW = 10^{3}W$。
以上是初中物理力学提优计算题和相关例题常见问题的一些内容,通过这些问题的解答和练习,可以帮助学生更好地掌握力学知识,提高解题能力。