2014年重慶高考物理考試科目包括:質點的直線運動、相互作用與牛頓運動定律、曲線運動、萬有引力、機械能守恒定律、動量守恒定律、波粒二象性、原子結構、分子動理論、氣體性質、電場、恒定電流和磁場等。
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題目:
一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N的水平外力作用,從靜止開始運動,物體與地面間的動摩擦因數為0.2。求:
1. 物體受到的摩擦力大小和方向;
2. 物體在4s末的速度和4s內發生的位移;
3. 如果在物體上加一個豎直方向的力F,使物體在4s內的位移增加了6m,求這個力F的大小。
解析:
1. 根據牛頓第二定律,物體受到的摩擦力為:
f = μmg = 0.2 × 5 × 10 = 10N
方向與外力方向相反。
2. 物體在水平方向受到兩個力的作用:外力和摩擦力。由于物體在4s末的速度已知,我們可以通過運動學公式來求解。
a = (F - f) / m = (20 - 10) / 5 = 2m/s^2
v = at = 2 × 4 = 8m/s
s = 1/2at^2 = 1/2 × 2 × 4^2 = 16m
3. 根據題意,物體在4s內的位移增加了6m,即有:
Δs = s + 6 = v^2 / (2a) + 6
代入數據可得:6 = (8^2) / (2 × 2) + 6
解得:F = 30N
答案:
1. 物體受到的摩擦力大小為10N,方向與外力方向相反。
2. 物體在4s末的速度為8m/s,4s內發生的位移為16m。
3. 如果加一個豎直方向的力F,使物體在4s內的位移增加了6m,則這個力的大小為30N。