题目:
一个质量为$m$的物体在竖直向下的重力作用下运动,重力加速度为$g$。求物体在竖直方向上受到的重力大小。
例题:
一物体在水平地面上受到一个竖直向上的拉力$F$的作用,物体处于静止状态。已知物体受到的摩擦力为$f$,求物体受到的重力大小。
解析:
物体受到重力、拉力$F$和摩擦力三个力的作用,处于静止状态,因此物体受力平衡。根据平衡条件,可得到重力大小为:
$G = F - f$
其中,G表示重力大小,$F$表示拉力大小,$f$表示摩擦力大小。
根据题目所给条件,可得到重力大小为:
$G = F = 5N$
因此,物体受到的重力大小为$5N - f$。
答案:
物体受到的重力大小为$5N - f$。
题目:
一个质量为5kg的物体在地球上受到的重力约为多少?
例题:
假设地球表面附近重力加速度为9.8m/s^2,根据重力计算公式G=mg,可求得该物体在地球上受到的重力约为:
重力 = 质量 × 重力加速度 = 5kg × 9.8m/s^2 = 49N
答案:
该物体在地球上受到的重力约为49N。
题目:
一个质量为5kg的物体在月球上受到的重力约为地球上的六分之一,那么它在月球上受到的重力约为多少?
例题中重力加速度为月球表面的重力加速度,假设为1.6m/s^2。根据重力计算公式G=mg,可求得该物体在月球上受到的重力约为:
重力 = 质量 × 重力加速度 = 5kg × 1.6m/s^2 = 8N
答案:
该物体在月球上受到的重力约为8N。由于月球引力小,所以物体在月球上会变得轻很多。
题目:
一个质量为$m$的物体在竖直方向上做自由落体运动,已知重力加速度为$g$,求:
(1)物体在竖直方向上做自由落体运动时受到的重力;
(2)物体在竖直方向上做自由落体运动时受到的空气阻力;
(3)物体在竖直方向上做自由落体运动时,重力做功的功率。
例题:
【问题】一个质量为$m$的物体从高为$h$的斜面顶端由静止开始下滑,已知斜面与物体间的动摩擦因数为$mu $,求:
(1)物体下滑过程中受到的摩擦力;
(2)物体下滑到斜面底端时的动能;
(3)物体下滑到斜面底端时的速度。
【分析】
(1)物体在下滑过程中受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,根据受力分析求解即可;
(2)根据动能定理求解物体下滑到斜面底端时的动能;
(3)根据速度位移关系求解物体下滑到斜面底端时的速度。
【解答】
(1)物体在下滑过程中受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,根据受力分析可得:$mg - f = ma$,其中$f = mu mg$,解得:$f = mu mg - mg = mu mg - mgh$;
(2)根据动能定理可得:$mgh - fs = E_{k}$,解得:$E_{k} = mgh - mu mgsh$;
(3)根据速度位移关系可得:$v^{2} = 2ah = 2(mg - mu mg)h = 2mgh - 2mu g^{2}h$,解得:$v = sqrt{2gh(1 - mu)}$。
【答案】物体在下滑过程中受到的摩擦力为$mu mg - mgh$;物体下滑到斜面底端时的动能为$mgh - mu mgsh$;物体下滑到斜面底端时的速度为$sqrt{2gh(1 - mu)}$。
【拓展】对于类似的题目,我们可以根据受力分析求解各个力的大小和方向,再根据动能定理或速度位移关系求解相关的物理量。同时要注意题目中的已知条件和限制条件,合理选择求解方法。