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題目:
【2011山東高考理綜物理】
一物體在水平恒力作用下在地面上做勻加速直線運動。已知物體在水平面上運動的加速度為a,時間為t秒,位移為x米。求:
(1)恒力的功率P;
(2)物體與地面間的動摩擦因數μ。
解析:
(1)物體做勻加速直線運動,根據運動學公式,有:
x = 1/2at2
又因為合外力等于ma,即F - f = ma
其中F為水平恒力,f為摩擦力。
將以上兩式代入得到:F = (ma + x/t2)
又因為功率P = Fv,其中v為物體的瞬時速度,根據勻加速直線運動的規律,有:v = at
將v代入得到:P = (ma + x/t2)at = (ma2 + x/t)at2
(2)由(1)中的F = (ma + x/t2)可得摩擦力f = F - ma = (x/t2) - ma
又因為f = μN = μmg,其中g為重力加速度,μ為動摩擦因數。
將f代入得到:μ = (x/t2) / (mg) = x/(mgt2)
答案:恒力的功率P為(ma2 + x/t)at2;物體與地面間的動摩擦因數為x/(mgt2)。
這個例子涵蓋了勻變速直線運動的基本公式和牛頓第二定律的應用,同時也包括了功率和摩擦力的計算。這只是高考物理的一個小部分,但希望能為你提供一些幫助。