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例題:
【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,到達斜面上的某一點時,突然撤去恒力F,物體繼續向上運動到頂點時,物體恰好到達原處速度,已知斜面與水平面夾角為θ,求:
(1)物體沿斜面向上運動加速度大小;
(2)物體從開始運動到返回到出發點的過程中,重力做的功;
(3)物體在撤去恒力F之前,物體已經運動的時間。
【分析】
(1)物體沿斜面向上運動時,根據牛頓第二定律求出加速度大小;
(2)根據重力做功的公式求出重力做的功;
(3)根據速度時間公式求出撤去恒力前物體的運動時間。
【解答】
(1)物體沿斜面向上運動時,根據牛頓第二定律得:$F - mg\sin\theta - ma = 0$解得:$a = \frac{F}{m + mg\sin\theta}$
(2)物體從開始運動到返回到出發點的過程中,重力做的功為零。
(3)物體沿斜面向上運動時,根據速度時間公式得:$v = at$解得:$t = \frac{v}{a} = \frac{mg\sin\theta}{F}$物體在撤去恒力F之前已經運動的時間為:$t_{1} = \frac{v}{a} = \frac{mg\sin\theta}{F}$。
【說明】本題考查了牛頓第二定律、動能定理和運動學公式的綜合應用,難度適中。
【例題分析】
本題主要考查了牛頓第二定律、動能定理和運動學公式的綜合應用。解題的關鍵是正確分析物體的受力情況,根據牛頓第二定律求出加速度大小和方向,再根據運動學公式求解位移和時間等物理量。
【例題解答】
本題主要考查了運動學公式的應用,難度適中。解題的關鍵是根據題意分析物體的受力情況,根據運動學公式求解位移和時間等物理量。
【總結】本題是一道綜合性的題目,涉及到了牛頓第二定律、動能定理和運動學公式的綜合應用。解題的關鍵是正確分析物體的受力情況和運動情況,根據相應的物理規律求解位移、速度和時間等物理量。