無法給出2013年所有高考物理平衡題,但可以提供部分相關題目,如:
1. 如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有一固定的擋板,物體與擋板間的摩擦因素為μ,物體在大小不變的拉力F作用下沿斜面以加速度a向上做勻加速運動,加速度方向平行于斜面向上,求物體與斜面間的摩擦力。
2. 如圖所示,質量為m的物塊A與勁度系數為k的輕彈簧相連,彈簧另一端與另一質量為M的物塊B相連并靜止在光滑水平面上,開始時彈簧處于原長,用手將A壓使彈簧壓縮到最短,此時彈簧對A的作用力最大,在這個力的作用下A獲得了速度v。今將B釋放,求B與A碰撞過程中損失的機械能。
3. 如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有一固定的擋板,物體與擋板間的摩擦因素為μ,物體在大小不變的拉力F作用下沿斜面以加速度a向上做勻加速運動,加速度方向平行于斜面向下。求物體與斜面間的摩擦力。
以上題目均涉及到物體的平衡問題,需要運用力學知識進行解答。
題目:
如圖所示,質量為m的物體A通過一輕質彈簧固定于墻上,彈簧原長為L,勁度系數為k。質量為M的物體B置于水平地面上,且與地面間有摩擦。現對A施加一水平恒力F,使A從靜止開始向右運動,此時B物體也受到一個水平向右的拉力作用,已知兩物體間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g。
(1)求物體A剛要開始運動時所受的拉力F的大小;
(2)求物體A剛好不與B碰撞時彈簧的伸長量;
(3)若已知物體B與地面間的動摩擦因數為μ,求物體A剛好不與B碰撞時彈簧的彈性勢能。
答案:
(1)當物體A剛要開始運動時,彈簧彈力等于最大靜摩擦力,即:$F_{彈} = \mu mg$
(2)當物體A剛好不與B碰撞時,彈簧彈力等于A和B的總重力,即:$F_{彈} = (M + m)g$
根據胡克定律:$F = kx$
其中x為彈簧伸長量,解得:$x = \frac{M + m}{k}$
(3)物體A剛好不與B碰撞時彈簧彈性勢能等于彈簧的彈性勢能轉化為A和B的總動能,即:$E_{P} = \frac{1}{2}(M + m)v^{2}$
解析:
這是一道典型的平衡問題,需要運用胡克定律和動能定理來解決。首先需要確定物體A剛要開始運動時所受的拉力F的大小,此時彈簧彈力等于最大靜摩擦力;接著需要求出物體A剛好不與B碰撞時彈簧的伸長量;最后需要求出物體A剛好不與B碰撞時彈簧的彈性勢能。解題過程中需要注意單位的換算和公式的適用條件。
例題分析:
本題主要考查了胡克定律和動能定理的應用,難度適中。在解題過程中需要注意單位的換算和公式的適用條件。同時需要注意題目中給出的條件和限制條件,如最大靜摩擦力等于滑動摩擦力、彈簧原長為L等。
解題技巧:
在解決平衡問題時,需要仔細分析題目中的條件和限制條件,確定受力情況,運用胡克定律和動能定理等知識進行求解。同時需要注意公式的適用條件和單位的換算。通過多加練習,可以提高解題速度和準確性。