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高中物理力学变式和相关例题

2026-09-13 09:52:00信息公告198

高中物理力学变式和相关例题如下:wc9物理好资源网(原物理ok网)

变式:wc9物理好资源网(原物理ok网)

例1:在光滑的水平面上,一质量为m的质点以速度v做匀速直线运动。从时刻t开始,受到一个沿水平方向的恒力F的作用,质点受到的摩擦力为f。在质点受到F作用的过程中,它的速度大小变为原来2倍,求质点从开始受到恒力作用起,到速度大小变为原来2倍的过程中所经过的路程和位移大小。wc9物理好资源网(原物理ok网)

解:质点做初速度为v的匀变速直线运动,加速度大小为a=F/m。wc9物理好资源网(原物理ok网)

当t时刻速度大小变为原来2倍时,质点做初速度为v/2的匀变速直线运动,加速度大小仍为a=F/m。wc9物理好资源网(原物理ok网)

根据匀变速直线运动的规律,质点在这段时间内的位移大小为x=v(t+t/2)/2=v(t+t)wc9物理好资源网(原物理ok网)

变式一:若已知质点的位移大小为x',求质点从开始受到恒力作用起,到位移大小变为原来2倍的过程中所经过的路程和时间。wc9物理好资源网(原物理ok网)

解:根据匀变速直线运动的规律,质点在这段时间内的平均速度为v'=x'/t'wc9物理好资源网(原物理ok网)

又因为质点做初速度为v/2的匀变速直线运动,所以v'=v/2wc9物理好资源网(原物理ok网)

解得t'=twc9物理好资源网(原物理ok网)

即质点所经过的路程为s=vt'+vt/2=3vt/2wc9物理好资源网(原物理ok网)

变式二:若已知质点的加速度大小为a',求质点从开始受到恒力作用起,到速度大小变为原来2倍的过程中所经过的时间。wc9物理好资源网(原物理ok网)

解:根据匀变速直线运动的速度公式,质点在这段时间内的平均速度为v'=v/2+v'/2=v/2wc9物理好资源网(原物理ok网)

又因为质点做初速度为v的匀变速直线运动,所以t'=v'/a'wc9物理好资源网(原物理ok网)

解得t=2v/a'wc9物理好资源网(原物理ok网)

例2:在粗糙的水平面上有一个重为20N的物体,物体在水平拉力F的作用下以5m/s的速度做匀速直线运动,物体受到的摩擦力为10N。求:wc9物理好资源网(原物理ok网)

(1)物体受到的支持力多大?wc9物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体受到的摩擦力是瞬时接触力还是平均接触力?为什么?wc9物理好资源网(原物理ok网)

(3)物体受到的摩擦力大小是否随时间变化?为什么?wc9物理好资源网(原物理ok网)

解:(1)物体受到的支持力等于物体的重力$F_{支} = G = 20N$。wc9物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体受到的是平均接触力。因为物体在水平方向上受到两个力的作用而做匀速直线运动,这两个力是平衡力。由于物体与水平面之间的摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,而压力和接触面的粗糙程度是随着物体的运动而变化的,所以摩擦力也是变化的。因此物体受到的是平均接触力。wc9物理好资源网(原物理ok网)

(3)物体受到的摩擦力大小不随时间变化。因为物体在水平方向上受到两个力的作用而做匀速直线运动,这两个力是平衡力。由于物体与水平面之间的摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,而压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力也不变。wc9物理好资源网(原物理ok网)

相关例题:一个质量为$m$的小球用细绳拴着在光滑的水平面上做匀速圆周运动,细绳拉力为$T$时小球转动半径为$r$,当细绳长度增加到原来的两倍时,小球转动半径变为$r_{1}$,求此时小球所受的拉力和向心加速度的大小各是多少?wc9物理好资源网(原物理ok网)

解:小球做匀速圆周运动时由绳子的拉力和向心力相等得:$T = mfrac{4pi^{2}}{T}r$ ①当绳长增加到原来的两倍时,小球做圆周运动的半径变为原来的$frac{r_{1}}{2}$得:$frac{r_{1}}{r} = frac{1}{4}$ ②由①②得此时小球所受的拉力$T_{1} = frac{4}{3}T$ ③由向心力公式得向心加速度$a = frac{4pi^{2}r_{1}}{T_{1}}$ ④由③④得向心加速度$a = frac{4pi^{2}r}{3T}$。wc9物理好资源网(原物理ok网)

高中物理力学变式及例题:wc9物理好资源网(原物理ok网)

一、物体在两个大小相等的作用力作用下平衡,其中一个力方向竖直向上,另一个力方向水平向右。求两个力的变式。wc9物理好资源网(原物理ok网)

变式一:物体在两个大小相等、方向相反且作用线不在同一条直线上的力作用下平衡,求两个力的合力变式二:物体在三个力作用下平衡,其中一个力大小为F,方向竖直向上,另一个力方向水平向右,且与水平方向的夹角为θ。wc9物理好资源网(原物理ok网)

例题:一质量为m的物体放在光滑的水平面上,受到水平向右的拉力F的作用,其大小为F/2,求物体受到的摩擦力的大小和方向。wc9物理好资源网(原物理ok网)

二、物体在斜面上受到重力、弹力和摩擦力的作用,已知重力沿斜面向下的分力为F1,斜面对物体的弹力为N,物体受到的摩擦力的大小为f。求这三个力的变式。wc9物理好资源网(原物理ok网)

变式一:物体在粗糙的水平面上受到重力、弹力和摩擦力的作用,已知物体受到的摩擦力的大小为f,求重力、弹力和摩擦力的变式二:物体在斜面上受到重力、弹力和摩擦力的作用,已知弹力的大小为N,摩擦力的大小为f,求重力、支持力和摩擦力的变式三:物体在斜面上受到重力、弹力和摩擦力的作用,已知重力沿斜面向下的分力为F1,斜面对物体的弹力为N,求支持力和摩擦力的变式四:物体在粗糙的水平面上受到重力、弹力和摩擦力的作用,已知重力沿水平方向的分力为F2,求支持力和摩擦力的关系。wc9物理好资源网(原物理ok网)

例题:一质量为m的物体放在光滑的水平面上,受到一个斜向下的推力F的作用,斜面的倾角为θ,求物体受到的摩擦力和支持力的大小和方向。wc9物理好资源网(原物理ok网)

高中物理力学变式和相关例题常见问题包括以下几种:wc9物理好资源网(原物理ok网)

1. 摩擦力问题:摩擦力的方向、大小及其影响,包括静摩擦力、滑动摩擦力等。wc9物理好资源网(原物理ok网)

2. 牛顿运动定律的应用:牛顿第一、第二定律的适用范围和变式,以及平衡状态下的物体受力分析。wc9物理好资源网(原物理ok网)

3. 动力学问题:涉及加速度、速度、时间等动态变化的问题,包括直线运动、曲线运动、匀变速运动等。wc9物理好资源网(原物理ok网)

4. 重力作用下的运动问题:重力加速度的方向、大小及其应用,包括自由落体运动、竖直上抛运动等。wc9物理好资源网(原物理ok网)

5. 弹性力问题:弹性力的方向、大小及其应用,包括弹簧的拉伸和压缩、胡克定律等问题。wc9物理好资源网(原物理ok网)

6. 连接体的运动问题:多个物体组成的系统运动的分析和求解,包括相遇、追击、碰撞等问题。wc9物理好资源网(原物理ok网)

7. 力的合成与分解问题:力的合成与分解的原理和方法,包括共点力平衡、动态平衡等问题。wc9物理好资源网(原物理ok网)

8. 曲线运动问题:速度方向时刻变化的运动,包括抛体运动、圆周运动等,需要掌握向心力的来源和作用。wc9物理好资源网(原物理ok网)

9. 能量问题:动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律的应用,以及热学中的力学问题。wc9物理好资源网(原物理ok网)

以下是一个简单的例题,涉及上述的力学变式和相关例题常见问题:wc9物理好资源网(原物理ok网)

例题:有两个质量分别为1kg和2kg的物体A和B,用一轻弹簧相连,处于静止状态。现在突然给物体A一个水平向右的作用力F,使物体A开始向右做匀加速直线运动。已知弹簧的劲度系数为k=20N/m,求物体A开始运动的加速度大小。wc9物理好资源网(原物理ok网)

答案:根据题意可知,物体A受到重力、弹簧的弹力和水平向右的作用力F三个力的作用。由于物体A开始做匀加速直线运动,因此弹力与重力的合力与水平向右的作用力F等大反向。根据胡克定律和平衡条件可得:$F_{弹} = 20N$,$F_{合} = mg = 10N$,因此物体A开始运动的加速度大小为$a = frac{F_{合}}{m_{A}} = 10m/s^{2}$。wc9物理好资源网(原物理ok网)

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