高考物理綜合題主要包括力學綜合題、電學綜合題以及力、電、熱綜合題等。
力學綜合題通常包括牛頓運動定律、動量、功和能等知識點的綜合,可能會涉及較復雜的運動情況,如圓周運動、碰撞、臨界問題等。電學綜合題通常包括電路、電場、磁場和電磁感應等知識點,可能會涉及交直流混合電路、動態電路分析、帶電粒子在電場和磁場中的運動等。力、電、熱學綜合題則通常包括力學、電學和熱學知識點的綜合,可能會涉及復雜運動、多過程分析、氣體性質等。
這些綜合題主要考察學生對物理知識的整體掌握程度,包括力學、電學、熱學等各個部分的知識,以及綜合運用這些知識解決問題的能力。
題目:一個質量為$m$的物體,放置在水平桌面上,與桌面間的動摩擦因數為$\mu$?,F在給物體施加一個水平方向的恒定拉力$F$,使物體向右運動,經過一段時間后,撤去拉力$F$,物體最終停止在距離開始位置$x$的地方。已知重力加速度為$g$。求:
(1)物體運動過程中的最大速度;
(2)物體在整個運動過程中的摩擦力做的功;
(3)拉力$F$在整個過程中做的功。
解答:
(1)物體在拉力作用下向右運動,受到向左的摩擦力作用,做勻減速運動。當速度減為零時,物體停止運動。此時物體的速度最大。根據牛頓第二定律和運動學公式可得:
$F - \mu mg = ma$
$v_{m}^{2} = 2ax$
解得:$v_{m} = \sqrt{2(F - \mu mg)x}$
(2)撤去拉力后,物體受到向右的摩擦力作用,做勻減速運動直到停止。根據動能定理可得:
$- \mu mgx = 0 - \frac{1}{2}mv_{m}^{2}$
解得:摩擦力做的功為$- \mu mgx$。
(3)在整個過程中,拉力做的功等于物體動能的變化量,即:
$W = \frac{1}{2}mv_{m}^{2} = \frac{F^{2}x}{2(F - \mu mg)}$
答案:物體運動過程中的最大速度為$\sqrt{2(F - \mu mg)x}$;整個運動過程中摩擦力做的功為$- \mu mgx$;拉力$F$在整個過程中做的功為$\frac{F^{2}x}{2(F - \mu mg)}$。
這個題目涉及到力學和電學知識,需要綜合運用牛頓第二定律、運動學公式、動能定理等知識進行解答。通過這個題目,可以考察學生對力學和電學知識的掌握程度和應用能力。