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例題:
【題目】一個(gè)質(zhì)量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F作用下,從斜面底端沿光滑斜面向上運(yùn)動(dòng),到達(dá)斜面上的某一點(diǎn)時(shí),突然撤去恒力F,物體繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)時(shí),物體恰好到達(dá)原處速度,已知斜面與水平面夾角為θ,求:
(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)加速度大?。?span style="display:none">eFA物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
(2)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到返回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,重力做的功;
(3)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到返回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,重力勢(shì)能的變化量。
【分析】
(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到重力、支持力和拉力三個(gè)力作用,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度大小。
(2)根據(jù)重力做功的公式求出重力做的功。
(3)根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系求出重力勢(shì)能的變化量。
【解答】
(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到重力、支持力和拉力三個(gè)力作用,根據(jù)牛頓第二定律得:$F - mg\sin\theta - \mu mg\cos\theta = ma$解得:$a = \frac{F - mg\sin\theta - \mu mg\cos\theta}{m}$
(2)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到返回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,重力做的功為零。
(3)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到返回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,重力勢(shì)能的變化量為零。
【例題分析】
本題主要考查了牛頓第二定律、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系等知識(shí)。解題的關(guān)鍵是分析清楚物體的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度,根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系求解重力勢(shì)能的變化量。
【技巧總結(jié)】
本題是一道綜合題,考查了牛頓第二定律、動(dòng)能定理、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系等知識(shí)。在解題時(shí)要注意分析清楚物體的受力情況,根據(jù)題目要求選擇合適的物理規(guī)律進(jìn)行求解。同時(shí)要注意題目中的關(guān)鍵詞“恰好到達(dá)原處速度”,這涉及到物體的速度變化問(wèn)題,需要運(yùn)用動(dòng)能定理進(jìn)行求解。