高三物理力學綜合題有很多,以下列舉幾個例子:
1. 如圖所示,質量為m的物體A靜止在傾角為θ的斜面上,物體A與斜面體的摩擦因數為μ,求物體A受到的斜面的支持力和摩擦力。
2. 如圖所示,質量為m的小球用細繩拴住,在水平恒力作用下靜止在最低點,現將細繩剪斷,力F的方向不變,大小變為原來的3倍,方向與原來相反,求小球運動到最高點時的細繩張力。
3. 如圖所示,質量為M的斜面體放在粗糙的水平地面上,斜面體用平行于斜面的擋板擋住一個靜止在斜面上的物體B,物體B與斜面之間有摩擦,斜面體與地面間也有摩擦,設所有接觸面之間的摩擦力大小均為f,則地面對斜面體的摩擦力方向為( )
上述題目都是力學中的綜合題,考察了物體的受力分析、運動學公式、牛頓定律等多個知識點。解答這些題目需要扎實的基礎知識和一定的解題能力。
請注意,由于力學是物理學中的重要部分,因此高考中通常會涉及力學知識的考察。考生需要認真復習力學知識,掌握基本概念和公式,并加強練習,提高解題能力。
題目:
一個質量為$m$的小球,在光滑的水平面上以速度$v$沿直線運動,與一個大小為$2m$、方向與水平方向成$30^{\circ}$角的斜面發生碰撞。求小球在碰撞后的速度變化。
解答:
1. 碰撞前小球的受力分析:小球受到重力、支持力和水平面的摩擦力。由于碰撞前小球在光滑的水平面上運動,所以水平方向上沒有摩擦力。
2. 碰撞后小球的受力分析:小球受到重力、支持力和碰撞后的彈力。由于碰撞后小球仍沿原方向運動,所以彈力方向與水平方向平行。
3. 根據動量守恒定律,碰撞前小球的動量為$mv$,碰撞后小球的動量變化為$\Delta p = mv - mv^{\prime}$。
4. 根據牛頓第三定律,小球受到的彈力大小等于小球對斜面的反作用力大小,即$F = 2m\sin 30^{\circ} = m$。
5. 根據動量定理,小球受到的合外力等于動量的變化率,即$\Delta p = Ft$。其中$t$為小球在碰撞后的一段時間內所受合外力的作用時間。
6. 由于小球在碰撞后仍沿原方向運動,所以小球受到的合外力方向與水平方向平行。根據牛頓第二定律,小球受到的合外力等于質量乘以加速度,即$F = ma$。
7. 將上述公式代入動量定理公式中,得到$\Delta p = m(v^{\prime} - v) = m(at)$。其中$a$為加速度,可以通過受力分析得到。
8. 聯立上述公式,可以得到碰撞后小球的動量變化為$\Delta p = mv - mv^{\prime} = m(at)$。由于碰撞前小球的動量為$mv$,所以有$mv^{\prime} = mv + \Delta p$。
9. 根據速度的矢量性,可以得到碰撞后小球的末速度為$v^{\prime} = \sqrt{v^{2} + \frac{a^{2}t^{2}}{2}}$。
綜上所述,根據上述步驟和公式,可以列出該力學綜合題的解答過程。需要注意的是,該題只是一個示例,實際情況可能更加復雜,需要更多的分析和計算步驟。