高考物理功能關(guān)系主要包括以下幾類:
1. 動(dòng)量守恒:描述物體在某一方向上動(dòng)量守恒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
2. 機(jī)械能守恒:描述物體只有動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,或只有動(dòng)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
3. 動(dòng)量定理:描述物體受到?jīng)_量作用時(shí),物體動(dòng)量的變化與沖量之間的關(guān)系。
4. 功能原理:描述除重力或彈簧彈力之外的其他力做功時(shí),物體機(jī)械能的變化與該力做功之間的關(guān)系。
此外,還有一些其他的物理功能關(guān)系,如電場(chǎng)中的電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系、磁場(chǎng)中的洛倫茲力與速度的關(guān)系等。
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【問題】
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、方向與水平面成30度角的拉力作用,物體沿地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
【分析】
這個(gè)問題涉及到物體的受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析,可以使用功能關(guān)系來(lái)求解。首先,我們需要明確物體受到哪些力的作用,這些力分別對(duì)物體做了多少功,以及這些力的總功是多少。
物體受到重力、拉力、支持力和滑動(dòng)摩擦力的作用。其中,拉力在垂直于地面的方向上分力為0,所以拉力不做功;而在水平方向上,拉力對(duì)物體做了正功。滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做了負(fù)功,表示與物體運(yùn)動(dòng)方向相反。
根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度為:a = (Fcos30 - μ(mg - Fsin30))/m = 2m/s^2
物體的位移為:s = v^2/2a = 5m
根據(jù)功能關(guān)系,物體克服摩擦力做的功等于摩擦力對(duì)物體做的功,即:Wf = -μmgs = -μ5105 = -25μJ
因此,物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為:μ = Wf/(Fsina) = (25μJ)/(20Nsin30) = 0.5
【答案】
物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。