初中物理力学图像的练习和相关例题
练习:
一、压力和压强
1. 如图所示,在水平桌面上放着两个物体甲和乙,已知甲对乙的压力F甲 = 5N,则乙对桌面的压力为_____N;乙对桌面的压强为_____Pa。
【分析】
压力是垂直压在物体表面上的力,压力的方向与受力面垂直;物体间力的作用是相互的,压力的作用效果用压强来表示,物体在单位面积上受到的压力叫压强。
压力和压强是两个不同的物理量,压力是物体对接触面施加的;而压强是物体单位面积上所受到的压力。
2. 如图所示,用弹簧测力计水平拉着重为$4N$的木块在水平桌面上匀速直线运动时,测力计的示数为$1N$,当水平拉力增大为$2N$时,木块受到的摩擦力为_____N。
【分析】
物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,二力平衡的条件是两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。
滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关。
二、滑轮组
3. 如图所示的滑轮组中,不计绳重和摩擦,用它提起重90N的物体,所用拉力为30N,则动滑轮重为_____N。
【分析】
根据题意可知绳子的股数$n$,再由$F = frac{G_{物} + G_{动}}{n}$求出动滑轮的重。
根据题意知道,不计绳重和摩擦,使用滑轮组时,有几段绳子承担物重,提起的力就是物重的几分之一。
例题:
【例题】如图所示的滑轮组中,不计绳重和摩擦,用它提起重90N的物体,所用拉力为30N,则动滑轮重为多少?
【分析】
由图可知绳子的股数$n = 3$,则$G_{动} = 3F - G_{物} = 3 × 30N - 90N = 30N$。
【解答】
解:由图可知绳子的股数$n = 3$,则$G_{动} = 3F - G_{物} = 3 times 30N - 90N = 30N$。
故答案为:$30$。
好的,以下是一份初中物理力学图像的练习及例题:
练习:
【图1】 画出一个重为G的木块受到的重力示意图,并标出重心。
【图2】 画出物体A受到两个力作用时的力的示意图,这两个力的大小分别为10N和5N,方向分别沿A和B的方向。
【图3】 画出物体B受到三个力作用时的力的示意图,这三个力的大小分别为15N、20N和30N,方向分别沿BA、BC和CD的方向。
【图4】 画出小球从斜面上滑下时受到重力、支持力和摩擦力的示意图。
【图5】 画出物体C静止在斜面上时受到的重力和摩擦力的示意图。
例题:
【图6】 一个重为5N的木块放在水平桌面上,画出木块所受重力的示意图。
解题思路:
首先确定重力的作用点在木块的几何中心上,然后根据方向在重心处标出箭头,并用G表示重力。
在图2中,我们需要画出物体A受到两个力的作用,这两个力分别为10N和5N。为了表示这两个力,我们需要画出两个箭头,一个指向A的方向,另一个指向B的方向。这两个箭头应该相交于一点,这一点就是这两个力的作用点。
在图3中,我们需要画出物体B受到三个力的作用,这三个力分别为15N、20N和30N。同样地,我们需要画出三个箭头,分别指向BA、BC和CD的方向。这三个箭头也应该相交于一点,这一点就是这三个力的作用点。
在图4中,我们需要画出小球从斜面上滑下时受到重力、支持力和摩擦力的示意图。这三个力的作用点都在小球上,方向分别是竖直向下、垂直于斜面向上和沿斜面向下。这三个箭头应该相交于一点,这一点就是这三个力的作用点。
在图6中,我们需要画出木块所受重力的作用点以及方向。由于木块是静止在水平桌面上,因此重力方向竖直向下。作用点可以画在木块的几何中心上。
希望以上例题和解题思路能够帮助你更好地理解初中物理力学图像。
初中物理力学图像的练习和相关例题常见问题
一、力的示意图
1. 确定力的作用点(重心)
2. 确定力的方向
3. 标出力的符号(一般情况)
二、常见的力学图像问题
1. 速度-时间图像:物体在力作用下做匀加速运动,加速度与力成正比。
例题:一物体在水平地面上受到水平拉力F作用,从静止开始做匀加速直线运动,其速度-时间图像如图所示。求:
a. 物体的质量
b. 水平地面对物体的摩擦力
c. 水平拉力F的大小
解:根据图像,可得到物体的加速度为a = (3 - 0)/2 = 1.5 m/s^2
根据牛顿第二定律,有:F - f = ma
代入数据解得:f = 2N,F = 3N
2. 功率-时间图像:物体在力作用下做功的效率随时间变化。
例题:一物体在恒定拉力作用下沿斜面匀速上升,其功率-时间图像如图所示。求:
a. 斜面的机械效率
b. 物体所受摩擦力的大小
c. 物体与斜面间的动摩擦因数
解:根据功率-时间图像,可得到拉力的平均功率为P = Fv = F0.5m/s = 6W
斜面的机械效率为:η = W有/W总 = Gh/Fs = Gh/(Gh + Fs) = 75%
物体所受摩擦力的大小为f = Fs/m = 6N
物体与斜面间的动摩擦因数为μ = f/mgcosθ = 0.75
三、综合问题
1. 在速度-时间图像中,求位移-时间图像。通过速度-时间图像中的斜率可以求出加速度,再通过位移公式求解位移。
例题:一物体在恒力作用下沿斜面向上运动,其速度-时间图像如图所示。求:
a. 物体的质量
b. 斜面的倾角θ
c. 物体的位移-时间图像(只要求画出大致图像即可)
d. 在整个过程中物体克服摩擦力所做的功(用符号表示)
解:根据速度-时间图像,物体的加速度为a = (3 - 0)/2 = 1.5 m/s^2
物体的质量为m = F/a = 6kg
斜面的倾角θ可以通过力分解得到Fy = mgsinθ = 3N,即θ = 37°
物体的位移-时间图像为一条曲线,无法画出。由于物体在运动过程中受到摩擦力作用,所以位移与时间的函数关系是非线性的。在计算过程中需要使用微积分等高等数学知识。
物体克服摩擦力所做的功为W = fscosθ = -3J。