2016年重慶高考物理考試科目包括:質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)、相互作用與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等。
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題目:一個(gè)質(zhì)量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F作用下,從斜面底端沿光滑斜面向上運(yùn)動(dòng),到達(dá)斜面上的某點(diǎn)A時(shí),突然撤去恒力F,物體繼續(xù)沿斜面向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,物體又沿斜面返回至原處。已知物體從開始運(yùn)動(dòng)至返回原處共用時(shí)間t,斜面的傾角為θ,求恒力F的大小。
解答:
物體在恒力F作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度為a1,經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為v1。撤去恒力F后,物體向上做減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a2,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后做勻加速運(yùn)動(dòng)返回原處。
根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:
a1 = F - mg·sinθ / m
v1 = a1·t1
v2 = a2·t2
t = t1 + t2
其中t1為物體向上減速的時(shí)間,t2為物體向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
物體向上減速時(shí),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:
v1^2 = 2·a1·s
其中s為物體沿斜面向上的位移。
物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:
v2^2 = 2·a2·s
聯(lián)立以上各式可得:
F = mg·sinθ + m·g·sinθ·tanθ + m·v1^2/2·m·g·sinθ + m·g·cosθ/t + m·g·cosθ/t·tanθ + F’
其中F’為物體返回原處時(shí)的初速度。
注意:以上解答僅供參考,實(shí)際答案可能因考試難度和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)而有所不同。