高考物理力學部分主要包括以下內容:
1. 力的基本概念,包括力的定義、性質、分類等。
2. 常見的力,如重力、彈力、摩擦力、萬有引力、電磁力等。
3. 力的合成與分解,包括共點力的合成、共點力的平衡條件、力的分解等。
4. 物體的平衡,包括二力平衡、多力平衡、共點力作用下物體的平衡條件。
5. 運動學基礎,包括位移、速度、加速度、時間、距離等概念,以及運動學基本公式和定理。
6. 牛頓運動定律的應用,包括慣性定律、質點運動定律、作用與反作用定律等牛頓運動定律的應用。
7. 剛體和質點的運動,包括剛體的定軸轉動和質點的運動學公式等。
8. 動量定理和動量守恒定律,包括動量的定義、動量定理、動量守恒定律等。
9. 能量守恒定律,包括動能定理、重力勢能、彈性勢能、機械能守恒定律等。
以上是高考物理力學部分的主要內容,具體考試時可能還會有所變化。建議在學習時結合具體題型進行深入理解。
題目:一質量為 m 的小車放在水平地面上,小車上固定一質量為 M 的光滑斜面,斜面由一段圓弧和一段直線組成,圓弧半徑為 R。現有一質量為 m' 的小物塊從斜面頂端無初速度釋放,滑到底端后與小車一起以共同速度勻速運動。已知重力加速度為 g,求此過程中斜面對小物塊的支持力。
解答:
首先,我們需要知道小物塊在斜面上滑動時受到的力。根據牛頓第二定律,小物塊受到重力、斜面的支持力和摩擦力。由于小物塊與小車一起以共同速度勻速運動,所以小物塊受到的摩擦力與小車受到的摩擦力大小相等、方向相反。
(1) N - (M + m)g sinθ = 0 (θ為斜面的傾斜角度)
(2)μ2(m + M)g cosθ = (m + M)a (a為共同速度)
(3)μ1(M + m) = μ2(m) (小物塊在斜面上滑動時受到的摩擦力與小車受到的摩擦力大小相等、方向相反)
其中,θ為圓弧和直線部分的傾斜角度,可根據題意求得。將上述方程帶入可得:
N = (M + m)g - (M + m)gθ - μ2(m + M)gθcosθ + μ2(m)g = (M - m)g - μ2Mgθ
由于小物塊與斜面之間的摩擦力提供向心力,所以有:
F = m'v2/r = m'gR/sinθ = m'gRcotθ
將上述方程帶入可得:
N - F = (M - m)g - (M - m)gθ - μ2Mgθ - m'gRcotθ = (M - m')gθ - μ2Mgθcotθ
由于小物塊與小車一起以共同速度勻速運動,所以有:
F = μ2(m + M)gcosθ = μ2(m' + M)gcosθ = μ2(M + m')gcosθ
將上述方程帶入可得:
N - F = (M - m')gθ - (M + m')gθcotθ - μ2Mgθcotθ = (M - m')gθcotθ - μ2Mgθcot2θ
最后,根據牛頓第三定律,可得斜面對小物塊的支持力 N' = N。因此,斜面對小物塊的支持力為 N' = (M - m')gθcotθ - μ2Mgθcot2θ。