高三物理力學(xué)綜合題有很多,以下列舉幾個(gè)例子:
1. 如圖所示,質(zhì)量為m的物體A靜止在傾角為θ的斜面上,物體A與斜面體的摩擦因數(shù)為μ,斜面體置于光滑水平面上。現(xiàn)用水平恒力F作用在斜面上,使斜面體向右做加速運(yùn)動(dòng),求此過(guò)程中物體A的加速度。
2. 如圖所示,在傾角為θ的光滑絕緣斜面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m和M的小物塊P和Q,中間由一輕質(zhì)絕
緣彈簧連著,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。用一平行于斜面向上的拉力F作用在物塊Q上,使彈簧伸長(zhǎng),系統(tǒng)仍靜止。已知兩個(gè)物塊P、Q始終保持相對(duì)靜止,求拉力F的大小。
3. 如圖所示,質(zhì)量為m的小球用細(xì)線懸掛于O點(diǎn),細(xì)線的水平固定部分與小車右壁光滑連接,小球與小車右壁之間有摩擦,小車靜止于光滑水平面上。現(xiàn)將小球拉至懸線偏離豎直方向一個(gè)微小角度θ釋放,小球?qū)⒗@O點(diǎn)做圓錐擺運(yùn)動(dòng)。已知小車足夠長(zhǎng),重力加速度為g,求小車向右運(yùn)動(dòng)的加速度。
4. 如圖所示,質(zhì)量為M的物塊A靜止在質(zhì)量為m的物塊B上,已知AB間最大靜摩擦力為f,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。現(xiàn)用水平力向右拉B使AB一起運(yùn)動(dòng)起來(lái)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )。
A. 當(dāng)μ2<μ1時(shí),B對(duì)A的最大靜摩擦力大小為f
B. 當(dāng)μ2>μ1時(shí),B對(duì)A的最大靜摩擦力大小一定小于f
C. 當(dāng)μ2>μ1時(shí),B對(duì)A的最大靜摩擦力大小可能大于f
D. 當(dāng)μ2>μ1時(shí),B對(duì)A的最大靜摩擦力大小可能等于B對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力
這些題目都是高三物理力學(xué)綜合題的一些例子,涵蓋了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。解題時(shí)需要根據(jù)題目所給條件進(jìn)行分析和計(jì)算。
題目:
一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在光滑的水平面上以初速度 v0 拋出。小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到一個(gè)豎直放置的彈簧,并被彈簧彈回。假設(shè)小球在壓縮彈簧的過(guò)程中與彈簧發(fā)生碰撞,且無(wú)機(jī)械能損失。已知彈簧的勁度系數(shù)為 k,小球與彈簧發(fā)生第一次碰撞后速度變?yōu)?v1,求:
1. 小球被彈簧彈回的過(guò)程中彈簧的最大壓縮量?
2. 小球在壓縮彈簧的過(guò)程中受到的平均彈力大小?
解答:
1. 小球被彈簧彈回的過(guò)程中彈簧的最大壓縮量可以通過(guò)能量守恒定律求解。根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小球拋出時(shí)的動(dòng)能等于反彈后的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能。
初始狀態(tài):Ekin = 0.5mv02
第一次碰撞后:Ekin' = 0.5m(v1)2 + Epot
其中 Epot 是彈簧的彈性勢(shì)能,它等于小球與彈簧碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。由于小球與彈簧發(fā)生的是彈性碰撞,因此碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,即 mv0 = m(v1) + mv2。
解得 v2 = -v1 + v0
因此,彈簧的最大壓縮量為 Δx = xm - xf = (mv22/k) - (mv02/k) = (mv02 - mv22)/k = (mv02 - (v1 - v0)2)/k。
2. 小球在壓縮彈簧的過(guò)程中受到的平均彈力大小可以通過(guò)牛頓第二定律求解。根據(jù)牛頓第二定律,彈力 F 與小球的加速度 a 成正比,即 F = ma。由于小球在壓縮彈簧的過(guò)程中只受到彈力的作用,因此有 F = kΔx。將 Δx 代入上式可得 F = kmv2/m = kv2。因此,小球在壓縮彈簧的過(guò)程中受到的平均彈力大小為 F = kv。
希望這個(gè)例子能幫助您理解如何解答高三物理力學(xué)綜合題。請(qǐng)注意,這個(gè)題目可能包含一些具體數(shù)值和符號(hào),這些數(shù)值和符號(hào)可能因?qū)嶋H情況而異。