以下是一道高二物理難度題目及解析:
題目:一個質量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F作用下,從斜面底端上滑到斜面頂端的過程中,加速度大小為a,到達頂端后又返回原處,那么在物體上滑過程中,斜面對物體的摩擦力做功為( )
A. Fs
B. Fs/2
C. Fs/3
D. 不能確定
解析:
首先,我們需要明確物體在斜面上受到重力、支持力和摩擦力三個力的作用。其中,摩擦力沿斜面向上,大小為f。
在物體上滑過程中,根據牛頓第二定律,有:
F - f - mgcosθ = ma
其中,θ為斜面傾角。
因此,摩擦力做功為:
Wf = -fs = -Fscosθ
由于物體在斜面上滑動距離未知,因此無法確定摩擦力做功的大小。所以答案為D。
答案:D。
題目:
一個質量為 m 的小球,在距地面高度為 H 的位置以初速度 v 水平拋出,不計空氣阻力,求小球落地時的速度大小。
解析:
題目考察了高中物理中的平拋運動相關知識。平拋運動可以分解為在水平方向上的勻速直線運動和在豎直方向上的自由落體運動。
解題步驟:
1. 根據機械能守恒定律,可以求得小球落地時的動能:
E_k = (1/2)mv^2
2. 小球在豎直方向上做自由落體運動,根據運動學公式,可求得小球落地時的速度:
v_y = sqrt(2gH)
3. 小球落地時的速度大小為:
v = sqrt(v_x^2 + v_y^2) = sqrt(v_x^2 + 2gH)
其中,v_x 是小球的水平速度,g 是重力加速度。
答案:
小球落地時的速度大小為 sqrt(v_x^2 + 2gH)。
這道題目考察了高中物理中的平拋運動相關知識,需要理解平拋運動的運動規律,并能夠運用物理公式進行計算。