北京高考物理包括以下內容:
1. 必修模塊:運動學、牛頓運動定律、動量、功和能、能量守恒定律、碰撞、帶電粒子在電場和磁場中的運動。
2. 選修模塊:機械振動和機械波、分子動理論、熱力學定律、電場和磁場、光學、碰撞和波的干涉。
具體內容可能會因版本不同而有所變化,可以參考最新的教材內容。
題目:一個質量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F的作用下,從斜面底端沿光滑斜面向上運動,到達斜面上的某一點時,突然撤去恒力F,物體沿原路返回,沖上斜面上的另一高處,已知它返回到出發(fā)點時的速度大小是去F時速度大小的2/3,求:
(1)物體運動過程中的最大速度;
(2)物體運動到出發(fā)點的動能;
(3)物體運動過程中所受的摩擦力的大小。
解析:
本題主要考查了牛頓第二定律、動能定理和運動學公式的綜合應用,難度中等。
(1)物體在拉力作用下向上運動時,加速度為$a_{1}$,撤去拉力后向上減速時加速度為$a_{2}$,向下加速時加速度為$a_{3}$。根據牛頓第二定律和運動學公式可得:
$F - mg\sin\theta = ma_{1}$
$a_{2} = \frac{mg\sin\theta}{m}$
$v_{m} = \sqrt{2a_{1}h}$
由題意可知:$v_{m}^{\mspace{2mu}^{\prime}} = \frac{2}{3}v_{m}$
聯立解得:$v_{m}^{\mspace{2mu}^{\prime}} = \sqrt{\frac{3}{2}g\sin\theta h}$
(2)物體從出發(fā)到返回出發(fā)點的過程中,根據動能定理可得:
$W_{F} + W_{f} = 0$
其中$W_{F}$為拉力做的功,$W_{f}$為摩擦力做的功。根據題意可知:$W_{F} = 0$,所以有:$W_{f} = - 2mg\sin\theta h$
物體動能為:$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2}$
聯立解得:E_{k} = \frac{mg\sin\theta h^{2}}{6}
(3)設物體運動過程中所受的摩擦力的大小為f,根據牛頓第二定律可得:
$mg\sin\theta + f = ma_{1}$
$f = ma_{3}$
由題意可知:$a_{3} = \frac{mg\sin\theta}{m}$
聯立解得:f = \frac{mg\sin\theta}{3}
答案:(1)$\sqrt{\frac{3}{2}g\sin\theta h}$ (2)E_{k} = \frac{mg\sin\theta h^{2}}{6} (3)f = \frac{mg\sin\theta}{3}