高中物理力学类型题和相关例题如下:
选择题:
1. 一根轻质弹簧,在弹性限度内,悬挂15N的重物时,弹簧长度为20cm;悬挂20N的重物时,弹簧长度为25cm,求该弹簧的劲度系数和弹簧的原长。
答案:弹簧的劲度系数为500N/m,弹簧的原长为12cm。
例题:
一个质量为5kg的物体,静止在倾角为45°的斜面上,求物体对斜面的压力和物体所受的支持力。
已知:m=5kg,θ=45°,F_{斜面} = ?,F_{支持} = ?
求:F_{斜面}、F_{支持}
【分析】
物体静止在斜面上,受重力、支持力和静摩擦力,根据共点力平衡条件合成求解。
【解答】
根据平衡条件得:$F_{斜面} = mgsintheta = 5 times 10 times frac{sqrt{2}}{2}N = 25sqrt{2}N$
物体静止在斜面上,受重力垂直于斜面方向上的分力$G_{1} = mgsintheta$,支持力与斜面垂直,大小为$N = mgcostheta$,则物体所受的支持力为$F_{支持} = N + G_{1} = 25sqrt{2}N + 50N = 75sqrt{2}N$。
填空题:
一物体静止在水平面上,已知物体与桌面的动摩擦因数为μ,物体的质量为m,求物体所受摩擦力的大小。
答案:滑动摩擦力大小为μmg。
例题:
质量为5kg的物体放在水平桌面上,用10N的水平拉力拉物体时,物体未拉动,此时物体所受的摩擦力大小为____N;当该物体在5N的水平拉力作用下以一定的速度沿水平桌面做匀速直线运动时,物体受到的摩擦力大小为____N;如果用定值弹簧测力计沿水平方向拉着物体在桌面上匀速运动时,测力计的示数为____N。
【分析】
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关;物体静止在水平桌面上时,对桌面的压力等于物体的重力;物体在拉力作用下做匀速直线运动时,受到的拉力等于滑动摩擦力的大小。
【解答】
用10N的水平拉力拉物体时,物体未拉动,此时物体处于静止状态,受到的摩擦力与拉力平衡,大小相等,所以摩擦力大小为$10N$;当该物体在5N的水平拉力作用下以一定的速度沿水平桌面做匀速直线运动时,此时受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,所以摩擦力大小为$5N$;如果用定值弹簧测力计沿水平方向拉着物体在桌面上匀速运动时,测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,即为$5N$。
计算题:
一质量为$m$的小球系在竖直杆上,在竖直平面内做匀速圆周运动。已知小球的线速度为$v$,杆对球的弹力方向向上且大小为$mg + F_{N}$。求:小球做圆周运动的向心力大小和方向。
答案:向心力大小为$frac{mv^{2}}{L}$;向心力方向指向圆心。
例题:
一轻杆一端固定一质量为$m$的小球,以另一端为固定轴,使其绕轴心在竖直平面内做匀速圆周运动。杆的质量不计。已知小球在最高点的速度为$v_{1}$时杆对小球的作用表现为拉力;小球在最低点的速度为$v_{2}$时杆对小球的作用表现为支持力。求:小球在最高点与最低点时杆对小球的作用力之差。
【分析】
小球在最高点和最低点受到重力和杆的作用力,根据牛顿第二定律列式求解即可。
【解答】
小球在最高点时受到重力和杆的拉力作用,根据牛顿第二定律有:$F_{N1} - mg = mfrac{v_{1}^{2}}{L}$①小球在最低点时受到重力和杆的支持力作用,
高中物理力学类型题:
小明站在地面上,用50牛的水平推力推动一个重为20牛的木箱向右移动了5米,推力对木箱做功100焦耳,在这个过程中木箱受到的摩擦力做功多少焦耳?
相关例题:
小华用10牛的力推着购物车在超市里匀速前进,突然发现前方有台阶,他用力向下踩刹车,购物车受到摩擦力为多少牛?
解析:
对于第一个问题,根据功的公式W = Fs,可得摩擦力做功等于推力做功,即摩擦力做功也为100焦耳。由于木箱向右移动了5米,根据摩擦力等于滑动摩擦力公式f = μN,可得μ = 0.2,再根据f = μN = 0.2 × 20 = 4牛。
对于第二个问题,购物车在匀速前进时受到的摩擦力为滚动摩擦力,方向与运动方向相反。当小华用力踩刹车时,购物车受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向与运动方向相同。因此,购物车受到的摩擦力为10牛。
高中物理力学类型题常见问题:
1. 物体在恒力作用下做什么运动?
2. 物体在变力(方向或大小)的作用下做什么运动?
3. 如何根据物体的运动情况画出受力图?
4. 如何根据物体的受力情况判断物体的运动状态?
5. 如何根据牛顿第二定律和运动学公式求解运动学问题?
6. 如何根据动能定理和功能关系求解能量问题?
7. 如何根据动量定理和动量守恒定律求解碰撞问题?
8. 如何根据力的作用时间求解冲量问题?
9. 如何根据力的作用效果求解力的分解问题?
相关例题:
1. 物体在恒力作用下做匀加速直线运动,恒力方向不变,大小逐渐增大,那么物体的加速度如何变化?
答案:恒力的方向不变时,物体的加速度不变。但是,当恒力的大小逐渐增大时,物体的速度也在逐渐增大,因此物体的加速度也在逐渐增大。
2. 物体在变力作用下做曲线运动,变力的方向和大小都在变化,那么物体的轨迹如何变化?
答案:如果变力的方向与速度方向不在同一直线上,那么物体做曲线运动。随着变力的增大,物体受到的合力也在增大,因此物体的速度和轨迹都在逐渐改变。
3. 如何根据物体的受力情况判断物体是否处于平衡状态?
答案:物体处于平衡状态时,合力为零。因此,如果物体不受外力或者受到的外力之和为零,那么物体就处于平衡状态。同时,物体的加速度也为零,说明物体处于静止状态或者匀速直线运动状态。
以上是高中物理力学类型题常见问题和相关例题,通过这些问题的解答和练习,可以加深对物理力学知识的理解,提高解题能力。