2000年山東高考物理科目涵蓋了大約17個(gè)章節(jié)的內(nèi)容,包括力、物體的運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等。具體內(nèi)容可以參考當(dāng)年的高考物理大綱或者相關(guān)的學(xué)習(xí)資料。
例題:
【題目】一個(gè)質(zhì)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(yùn)動(dòng),到達(dá)斜面上的某一點(diǎn)時(shí),突然撤去恒力F,物體沿原路返回,已知撤去恒力F前的速度為v,經(jīng)過(guò)兩次碰撞后回到斜面底端時(shí)速度為v/2,求物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終返回斜面底端的過(guò)程中,物體克服摩擦力做的功。
【分析】
本題考查了動(dòng)能定理的應(yīng)用,涉及整個(gè)過(guò)程的功能關(guān)系,關(guān)鍵在于分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
【解答】
物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終返回斜面底端的過(guò)程中,物體先沿斜面向上運(yùn)動(dòng),再沿斜面向下運(yùn)動(dòng),兩次碰撞過(guò)程中,由于碰撞時(shí)間極短,故可以認(rèn)為物體的速度大小不變。
設(shè)斜面的傾角為θ,物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為a1,向下運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為a2。
第一次碰撞前的速度大小為v1,第一次碰撞后的速度大小為v2。
第一次碰撞過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:
(F-mgμ)L = 0 - (mgsinθ+ma1)L
第二次碰撞過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:
(mgμ-F)L = 0 - (mgsinθ+ma2)L
由題意得:v1=v+a1t1①
v2=v-a2t2②
t1+t2=t③
其中t為物體從撤去恒力F到第一次碰撞的時(shí)間。
由①②③得:t=v/(gμ)④
第一次碰撞過(guò)程中,由動(dòng)量定理得:Ft1=mv1-mv⑤
第二次碰撞過(guò)程中,由動(dòng)量定理得:-Ft2=0-mv⑥
由⑤⑥得:t1=t2=v/(F-2mgμ)⑦
由題意得:v2=v/2⑧
由⑦⑧得:a1=3a2⑨
物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律得:F-mgμ-ma1=0⑩
解得:μ=0.5。
物體克服摩擦力做的功為Wf=W上+W下=mg(s上+s下)=mgL(sinθ+3μ)≈4.5mgL。