高考物理力學(xué)部分主要包括以下內(nèi)容:
1. 力的基本概念,包括力的定義、性質(zhì)、分類(lèi)等。
2. 常見(jiàn)的力,如重力、彈力、摩擦力、萬(wàn)有引力、電磁力等。
3. 力的合成與分解,包括共點(diǎn)力的合成、共點(diǎn)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(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
5. 運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ),包括位移、速度、加速度、時(shí)間、距離等概念,以及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式和定理。
6. 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,包括慣性定律、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)定律、作用與反作用定律等牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用。
7. 剛體和質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),包括剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式等。
8. 動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律,包括動(dòng)量的定義、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律等。
9. 能量守恒定律,包括動(dòng)能定理、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能守恒定律等。
以上是高考物理力學(xué)部分的主要內(nèi)容,具體考試時(shí)可能還會(huì)有所變化。建議在學(xué)習(xí)時(shí)結(jié)合具體題型進(jìn)行深入理解。
題目:一質(zhì)量為 m 的小車(chē)放在水平地面上,小車(chē)上固定一質(zhì)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(xiàn)有一質(zhì)量為 m' 的小物塊從斜面頂端無(wú)初速度釋放,滑到底端后與小車(chē)一起以共同速度勻速運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為 g,求此過(guò)程中斜面對(duì)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(dòng)時(shí)受到的力。根據(jù)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(chē)一起以共同速度勻速運(yùn)動(dòng),所以小物塊受到的摩擦力與小車(chē)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(dòng)時(shí)受到的摩擦力與小車(chē)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(jù)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(chē)一起以共同速度勻速運(yùn)動(dòng),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(jù)牛頓第三定律,可得斜面對(duì)小物塊的支持力 N' = N。因此,斜面對(duì)小物塊的支持力為 N' = (M - m')gθcotθ - μ2Mgθcot2θ。