2019年福州高考物理科目考試包括物理學科基礎知識和應用常識、物理學與人類文明、物理學與文化、物理學與高新技術、物理實驗基礎知識等部分。具體內容可以參考福州教育局發布的官方文件。
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,從斜面底端沿光滑斜面向上運動,到達斜面上的某一點時,物體的動能恰好為零。已知斜面的傾角為θ,物體與斜面間的動摩擦因數為μ,求:
(1)物體到達斜面上某點時的速度大小;
(2)物體到達斜面上某點時所受的摩擦力的大小。
解答:
(1)物體在恒力F作用下沿斜面向上運動,到達某點時物體的動能恰好為零,說明此時物體的重力勢能增加量等于克服摩擦力做的功。根據動能定理可得:
Fcosθ - μ(mg - Fsinθ) - f = 0
其中,f為物體到達某點時所受的摩擦力的大小。
將已知量代入上式可得:
$F \times \cos\theta - \mu(mg - F \times \sin\theta) - \mu mg \times \cos\theta = 0$
化簡可得:
$F = \frac{mg\sin\theta}{\sin\theta + \cos\theta}$
物體到達斜面上某點時的速度大小為:
$v = \sqrt{2Fh} = \sqrt{2 \times \frac{mg\sin\theta}{\sin\theta + \cos\theta} \times h}$
其中,h為物體到達某點時的高度。
(2)物體到達斜面上某點時所受的摩擦力的大小為:
$f = \mu mg\cos\theta = \mu mg \times \frac{\cos\theta}{\sin\theta + \cos\theta}$
解答完畢。