高三物理中求拉力問題的題型有很多,以下列舉了一些常見類型:
1. 繩上拉力問題:通常涉及到繩子連接多個物體組成系統時的拉力計算。解題關鍵是使用牛頓第二定律,分別對物體研究,求出繩上的拉力。
2. 桿上拉力問題:涉及到桿子連接物體時,由于桿可以提供壓力和拉力,因此需要分別對物體的狀態進行分析。
3. 摩擦力問題:有時物體之間存在摩擦力,需要根據摩擦力與拉力的關系求出拉力。
4. 連接體問題:涉及到多個物體共同運動時,系統在受到外力時(如繩的拉力、桿的彈力、摩擦力等)的系統加速度和運動方向的判斷,以及如何根據這些關系求某個物體受到的力。
5. 動態問題:涉及到物體在受到外力后,其運動狀態發生變化,如繩子的長度變化、物體質量變化等,需要分析繩上拉力、桿上的彈力等如何變化。
解決這類問題需要熟練掌握牛頓第二定律、動量守恒定律、能量守恒定律等物理規律,并能夠正確選擇研究對象,分析研究對象的運動狀態,建立物理模型。同時,還需要注意審題,理解題意,找出題目中的關鍵信息,如繩子的長度、桿的形狀、物體的質量等。
題目:一個質量為5kg的物體在水平地面上受到一個與水平方向成30度角的拉力F的作用,拉力的大小為20N,物體與地面間的滑動摩擦因數為0.2。求物體所受的拉力和摩擦力的大小。
解析:
1. 確定物體的受力情況:重力、拉力、摩擦力、支持力。
2. 進行受力分析,畫出受力圖。
3. 根據牛頓第二定律求解拉力和摩擦力的大小。
步驟:
1. 建立坐標系,以水平地面為x軸,以與拉力方向成30度角為y軸。
2. 物體受到的拉力為F=20N,與水平方向成30度角。根據力的分解,可以得到沿x軸的分力大小為Fx=Fcos30度=20cos30度=17.32N,沿y軸的分力大小為Fy=Fsin30度=20sin30度=10N。
3. 物體受到的摩擦力為f=u(mg+Fy)=0.2(59.8+10)=11.8N。
4. 由于物體受到的拉力大小為17.32N,小于物體受到的最大靜摩擦力(約為7-8N),因此物體將滑動,而不是滾動。
答案:物體所受的拉力大小為17.32N,摩擦力大小為11.8N。
注意事項:在解題過程中,要注意受力分析的準確性,以及單位的使用要正確。同時,要注意題目中給出的條件是否足夠求解問題,如果條件不足,需要進一步補充。