2015年遼寧高考物理考試科目包括:質點的直線運動、相互作用與牛頓運動定律、曲線運動、萬有引力、機械能守恒定律、動量守恒定律、波粒二象性、原子結構、分子動理論、氣體性質、電場、恒定電流和磁場等知識內容。
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題目:一個質量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F作用下,從斜面底端沿光滑斜面向上運動,到達斜面上的某點A時,突然撤去恒力F,物體沿原路返回,又經過斜面上的B點恰好停止運動。已知物體從開始運動到停止的時間為t,求:
(1)物體運動到A點和B點時的速度;
(2)物體與斜面間的動摩擦因數。
解析:
(1)物體從開始運動到A點的過程中,由動能定理得:
Fs - μmgL = 0 - 0
其中s為物體從斜面底端到A點的位移。
所以物體在A點的速度為:
vA = √(2Fs/m)
同理,物體從A點到B點的過程中,由動能定理得:
μmgL = 0 - 0 - fs
其中f為物體在B點的摩擦力。
所以物體在B點的速度為:
vB = √(2μgL)
(2)物體從開始運動到停止的過程,由運動學公式得:
x = vt + at^2/2
其中x為物體的總位移。
又因為物體從開始運動到A點的位移等于物體從A點到B點的位移,所以有:
s = x/2 + vt - at^2/2 = vt - at^2/4
代入已知量可得:μ = (vAt - at^2/4) / L = (vAt - t^2/4) / (Ft/m) = (vAt - t^2/4)F/FL。
答案:(1)物體在A點的速度為√(2Fs/m),在B點的速度為√(2μgL);(2)物體與斜面間的動摩擦因數為(vAt - t^2/4)F/FL。