高考選修物理的課程有選修2-2、選修2-3、選修3-1、選修3-2、選修3-3、選修3-4、選修3-5等^[1][2]^。
高中物理選修模塊共分為5個(gè)模塊,包括重力基本相互作用、運(yùn)動(dòng)的描述、相互作用、能量、動(dòng)量等,其中選修3-1對(duì)應(yīng)的是物理學(xué)的核心概念,包括電場(chǎng)、電路等基礎(chǔ)知識(shí)^[2]^。
題目:一個(gè)質(zhì)量為 m 的物體,在水平恒力 F 的作用下,沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)撤去 F 后,物體開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到停止。求物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小和時(shí)間。
解析:
物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到重力、支持力和水平面的摩擦力三個(gè)力的作用。水平恒力 F 與摩擦力平衡,因此物體在水平方向上受力平衡。當(dāng)撤去 F 后,物體受到重力、支持力和摩擦力三個(gè)力的作用,其中摩擦力與撤去 F 前的摩擦力大小相等、方向相反。
根據(jù)牛頓第二定律,物體減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為:
a = (mg - F) / m
其中,m 是物體的質(zhì)量,F(xiàn) 是水平恒力,g 是重力加速度。
時(shí)間可以根據(jù)位移公式求解:
t = (v0 + v) / a
其中,v0 是物體撤去 F 前的速度,v 是物體停止時(shí)的速度。由于物體在撤去 F 前做勻速直線運(yùn)動(dòng),因此 v0 = F 撤去前物體的速度。由于物體在撤去 F 后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),因此停止時(shí)的速度為零。
因此,時(shí)間 t = (F 撤去前物體的速度) / (a + g)。
答案:物體減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a = (mg - F) / m,時(shí)間 t = (F 撤去前物體的速度) / (a + g)。
這個(gè)例題可以幫助你理解物體在撤去恒力后的運(yùn)動(dòng)情況,并學(xué)會(huì)使用牛頓第二定律和位移公式求解相關(guān)問題。