2015年全國高考物理的考試內容可能包括:
1. 力學:牛頓運動定律應用、動量定理和動量守恒定律、功和能(包括動能定理和機械能守恒定律)、振動和波。
2. 熱學:分子動理論、熱力學定律。
3. 電磁學:帶電粒子在電場中的加速和偏轉、靜電力和磁場力、電磁感應、電路分析綜合。
4. 光學:幾何光學、光的干涉和衍射。
具體考試內容可能會因地區和學校的不同而有所變化,應該以當年考試的官方說明和指南為準。
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撤去F,物體繼續向上運動。已知物體開始運動時的初速度為v_{0},斜面的傾角為θ,物體與斜面間的動摩擦因數為μ,求:
(1)物體第一次到達最高點時的速度;
(2)物體從開始運動到第二次到達最高點的過程中,拉力F至少要做多少功?
解答:
(1)物體在拉力F的作用下向上運動,當速度達到最大時,拉力等于摩擦力,此時有:
F - μmgcosθ = mgsinθ
解得:F = μmgcosθ + mgsinθ
物體繼續向上運動,受到向下的摩擦力作用,加速度為:
a = (μmgcosθ + mg(sinθ - tanθ)) / m = (μg + g(sinθ - tanθ))
當速度達到最大時,加速度為零,此時有:
F - mg(sinθ - tanθ) = 0
解得:F = mg(sinθ - tanθ)
物體到達最高點時速度為零,根據動能定理有:
W_{F} - W_{f} = 0 - 0
其中:W_{f} = - μmgx = - μmg(h + l\cosθ)
解得:v = \sqrt{2(h + l\cos θ)g(\sin θ - tan θ) - \frac{μ^{2}gh}{cos\theta}}
(2)物體從開始運動到第二次到達最高點的過程中,拉力F至少要做多少功?
根據動能定理有:
W_{F} - W_{f\prime} = 0 - ( - \frac{1}{2}mv^{2})
其中:W_{f\prime} = - μmgx\prime = - μmg(h + l\cos θ + l)
解得:W_{F} = \frac{1}{2}mv^{2} + μmg(h + l\cos θ + l) + mgh\sin\theta
這個例題涵蓋了斜面運動、動能定理、牛頓第二定律等高中物理的重要知識點,同時也考察了學生對于摩擦力、重力做功等概念的理解和應用。