高考物理計算動能和勢能的主要涉及以下幾種情況:
1. 物體在重力(或彈力)作用下的勢能和動能計算,例如從高處下落的物體,或彈簧與小球等。
2. 物體在摩擦力作用下的滑動摩擦力所做的功,這通常與動能的變化有關。
3. 物體在電場力作用下的電勢能和動能變化,例如帶電小球在電場中的運動。
4. 在磁場中受洛倫茲力的運動物體,其動能和動量的變化。
請注意,具體的題目可能會根據高考的實際情況而變化,但以上是常見的考點。在解決這類問題時,首先要明確物體的受力情況和各力做功的情況,然后根據動能定理或能量守恒定律來解題。
題目:一個質量為5kg的物體,靜止在水平地面上。已知物體與地面之間的動摩擦因數為0.2,現用一個大小為20N的水平推力使物體移動10m的距離。求物體在這個過程中動能和重力勢能的變化量。
【分析】
根據牛頓第二定律求出物體的加速度,再根據運動學公式求出物體移動的距離,從而求出動能的變化量。根據重力公式求出物體的高度差,再根據重力做功的公式求出重力勢能的變化量。
【解答】
根據牛頓第二定律,有:
$F - f = ma$
其中:$f = \mu mg$
解得:$a = 0.4m/s^{2}$
根據運動學公式,有:$x = \frac{v^{2}}{2a}$
解得:$v = 4m/s$
所以動能的變化量為:$\Delta E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} - 0 = 40J$
物體的高度差為:$h = \frac{1}{2}gt^{2} = 2.5m$
所以重力勢能的變化量為:$\Delta E_{p} = mgh = 125J$
答案:物體在這個過程中動能的變化量為40J,重力勢能的變化量為125J。