2021高考物理乙的考試內容有:
1. 運動學、動力學(牛頓定律、動量、能量的綜合)
2. 振動和波
3. 分子動理論、熱力學定律(熱學)
4. 電場和磁場(電磁學)
5. 光學
6. 原子和原子核(量子力學)
以上內容可能并不包含所有考點,具體考點可能會因為高考大綱或者地區考試政策而變化,建議咨詢相關教育人士以獲取準確信息。
題目:一個質量為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動,到達斜面上的某一點時,其動能恰好減小了E,已知斜面的傾角為θ,求此時物體的速度大小和它所受的支持力的大小。
解答:
首先,我們可以根據動能定理列出方程:
F - mgsinθ - f = 0 - E
其中,f 是摩擦力。
由于物體在斜面上運動,所以它受到的摩擦力方向是沿斜面向下。因此,摩擦力的大小為:
f = μN
其中,μ 是摩擦系數,N 是物體對斜面的正壓力。
由于物體在斜面上運動時受到的力只有恒力F、重力mg和斜面的支持力N,所以我們可以將物體的運動分解為沿斜面向上和垂直于斜面向上的兩個分運動。垂直于斜面的分運動不改變物體的動能,因此我們可以將物體在斜面上的運動視為只有沿斜面向上的一個分運動。在這個分運動中,物體受到恒力F的作用,因此它的加速度為:
a = F - mgsinθ / m = F - ma
其中,a 是重力加速度。
由于物體的初速度為零,所以它的速度大小為:
v = at = (F - ma)t
其中,t 是物體從斜面底端到達某點所用的時間。
將上述公式代入動能定理的方程中,得到:
Ft - mgsinθt - μNt = 0 - E
其中,N = mgcosθ。
將上述公式代入速度公式中,得到:
v = (F - ma)t = (F - mgcosθ)t - (ma - gsinθ)t^2 / 2 + E / (F - mgcosθ)
為了簡化公式,我們可以將上式改寫為:
v = (F - mgcosθ)t + (E - Ftsinθ) / (F - mgcosθ) + (gcosθsinθ - a)t^2 / 2
由于物體在斜面上做勻減速直線運動,所以它的速度最終會減小到零。因此,我們可以將上式中的時間t代入支持力的公式中,得到:
N = (F - v^2 / 2g)cosθ + v^2 / (2g)sinθ = (F + E / g)cosθ + v^2 / 2g(cosθ^2 - sinθ^2) + v^2 / g(sinθ^2 + cosθ^2)
其中,v = (F - mgcosθ)t + (E - Ftsinθ) / (F - mgcosθ)。
綜上所述,此時物體的速度大小為v = (F - mgcosθ)t + (E - Ftsinθ) / (F - mgcosθ),它所受的支持力的大小為N = (F + E / g)cosθ + v^2 / 2g(cosθ^2 - sinθ^2) + v^2 / g(sinθ^2 + cosθ^2)。