高考物理力學(xué)計(jì)算題通常包括以下幾種類型:
連接體類。這類題目主要考察對整體與隔離法綜合運(yùn)用分析物體間相互作用的能力,以及運(yùn)用動能定理或動量定理求解系統(tǒng)或某一個(gè)物體的動能或動量的變化量。
輕繩類。這類題目主要考察對輕繩的特點(diǎn)以及求解方法。輕繩的特點(diǎn)是輕繩不能伸長,而且輕繩的彈力不能突變。求解輕繩類連接體的牛頓第二定律問題時(shí),要選取隔離物體,分別分析出隔離體的受力,再根據(jù)牛頓第二定律求出加速度。
輕桿類。這類題目主要考察輕桿的特點(diǎn)以及牛頓第二定律和動能定理的綜合運(yùn)用。由于輕桿能夠發(fā)生形變,所以輕桿受到的彈力可以突變。在選取研究對象時(shí),應(yīng)盡量選擇受到力比較明確的物體為研究對象,再根據(jù)牛頓第二定律和動能定理綜合求解。
傳送帶類。這類題目主要考察牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系以及臨界狀態(tài)的分析。在傳送帶問題中,常常會遇到相對滑動、達(dá)到動態(tài)平衡的問題,需要用到牛頓第二定律和功能關(guān)系。
多過程類。這類題目主要考察對物體運(yùn)動過程和受力情況的掌握程度,以及分析物理過程和建立物理模型的能力。在分析多過程問題時(shí),要特別注意各個(gè)過程的物理過程的特點(diǎn),以及各個(gè)過程之間的銜接點(diǎn)。
以上是高考物理力學(xué)計(jì)算題的一些常見類型,具體題目可能會根據(jù)每年的高考情況進(jìn)行調(diào)整和創(chuàng)新,考生需要認(rèn)真復(fù)習(xí)和掌握相關(guān)知識。
題目:
一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體,在水平地面上受到一個(gè)大小為20N的水平外力作用,沿著與水平地面成30度角的方向移動了5m。求:
1. 物體受到的支持力有多大?
2. 物體受到的摩擦力有多大?
3. 水平外力做的功是多少?
解答:
1. 根據(jù)受力分析,物體受到重力、支持力和摩擦力的作用。由于物體在水平面上移動,所以支持力和摩擦力是主要的。
根據(jù)牛頓第三定律,物體對地面的壓力為:
F_{壓} = F_{外}cos30^{\circ} = 20 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 10\sqrt{3}N
由于物體在水平面上移動,所以物體受到的支持力為:
F_{支} = F_{壓} - mg = 10\sqrt{3} - 5 \times 9.8 = 4\sqrt{3}N
方向豎直向上。
2. 根據(jù)牛頓第二定律,物體受到的摩擦力為:
F_{摩} = F_{外}\sin30^{\circ} = 20 \times \frac{1}{2} = 10N
方向與水平面成30度角。
由于物體在水平面上滑動,所以物體受到的摩擦力為滑動摩擦力。根據(jù)滑動摩擦力公式:
f = \mu F_{N} = \mu F_{支}cos\theta ,其中μ為摩擦系數(shù),θ為摩擦面與接觸面的夾角。
所以摩擦力的大小為:
f = \mu F_{支}cos30^{\circ} = \mu(4\sqrt{3}) \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 2\mu g
其中μ為材料之間的摩擦系數(shù),g為重力加速度。
所以摩擦力的大小為:$f = 2 \times 0.3 \times 9.8 = 5.88N$。
3. 由于物體在水平面上移動,所以外力做的功為:
W = Fs\cos\theta = Fs\cos\alpha ,其中F為外力,s為位移,α為外力與位移之間的夾角。
所以外力做的功為:$W = 20 \times 5 \times cos30^{\circ} = 50\sqrt{3}$焦耳。