高中物理经典力学习题.ppt

高中物理经典力学习题,本课件借用北京四中高中物理力学经典试题相关试题，再此表示感谢！,2,1、在水平地面上放一重为30N的物体，物体与地面间的滑动摩擦因数为。若要使物体在地面上做匀速直线运动，问F与地面的夹角为多大时最省力，此时的拉力多大？,解析：受力分析如图示，建立如图示直角坐标系，物体匀速运动，水平与竖直方向上，所受合力为0,3,故：得：要使F有最小值，则有最大值，故由辅助角变换有其中所以当时，取最大值1此时,4,又因为：所以：时，F取最小值,2、气球以的加速度由静止开始从地面竖直上升，在10s末有一个物体从气球上自由落下，这个物体从离开气球到落地所需要的时间是多少？落地时的速度有多大？,解析：取向上为正方向对气球：已知a=1m/s2，v0=0m/s，经过t1=10s，则上升高度为H=v0t1+,10s末速度为v1=v0+at1=110=10(m/s)物体从气球脱落后，做竖直上抛运动，至落地时位移为，设落地所用的时间为t，则有:-50=10t得：,设落地速度为v,则,3、一艘宇宙飞船，靠近某星表面作匀速圆周运动，测得其周期为T，万有引力恒量为G，则该星球的平均密度是多少？,，,解析：飞船绕星球做匀速圆周运动，因此，该飞船需要的向心力由其受到的合外力即万有引力提供。设该飞船的质量为m，轨道半径为r，则因为在星球表面做圆周运动，所以轨道半径近似为星球半径R，所以上式变为,：,故M=又：所以：,4、如图所示，一根长为l的细线，一端固定于O点，另一端拴一个质量为m的小球。当小球处于最低位置时，获得一个水平初速度，要使小球能绕O点在竖直内做圆周运动通过最高点，求水平初速度至少应多大？,解析：设小球在最低点的速度大小为v0，在最高点的速度大小为v。小球在线拉力T和重力mg作用下，绕O点在竖直面内做变速率圆周运动。由于拉力不做功，小球向下运动过程中动能转化为势能，小球与地球系统机械能守恒，以小球在最低点时的重力势能为零，有：,小球在最高点时受重力mg与拉力T的作用，两力方向都竖直向下。根据牛顿第二定律有：分析上两式，如果要得到最小的必须知道,而要得到最小的则必须则由以上三式有：,（加思考）：若此题改为木棒棒小球，则通过最高点的速v为多少？在最高点受力分析，小球在最高点受棒的支持力和重力，且小球能通过最高点仍继续做圆周运动的临界速度v=0此时机械能守恒公式为：遇上一题要区别开来，理解啊,5、以10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，它上升的最大高度为4m。设空气对物体的阻力大小不变，则物体落回抛出点时的动能为_J。（g=10m/s2）,思路分析：物体在上升和下降中均受到阻力f，因此主要就是求出f所做的功，然后用到机械能守恒就可以了。,设小球初速度为，上升最大高度为h,则用机械能守恒有在分析下降，设小球落地时的速度为v,有：由上式得：代入数据得：,6、一根内壁光滑的细圆钢管，形状如图所示，一小钢球从A处正对管中射入。第一次小球恰能达到C点；第二次小球从C孔平抛出恰好落回A孔。这两次小球进入A孔时的动能之比为_。,细读题目，知道用机械能守恒（动能定理亦可）和平抛运动相关知识。,设第一情况小球的速度为v,钢管半径为R,对齐列守恒方程有：1第二情况其速度为v,在C点速度为v,小球出C做平抛运动，有在对其有守恒方程：由上两式：2所以由1和2，两者动能之比,7、如图所示，在光滑的水平面上有一质量为25kg的小车B，上面放一个质量为15kg的物体，物体与车间的滑动摩擦系数为0.2。另有一辆质量为20kg的小车A以3m/s的速度向前运动。A与B相碰后连在一起，物体一直在B车上滑动。求：,1）当车与物体以相同的速度前进时的速度。（2）物体在B车上滑动的距离。,可解得：s=,m=0.33m,解：（1）选取小车A、B和B车上的物体组成的系统为研究对象，从A、B接触到车与物体以相同的速度前进的整个过程中，系统所受合外力为零，根据动量守恒定律，有mAv0=(mA+mB+mC)v2代入数据，可解得：v2=1m/s，即小车与物体以1m/s的速度前进。2）选取小车A、B组成的系统为研究对象，在它们相碰的短暂过程中，系统所受合外力为零，动量守恒，则mAv0=(mA+mB)v1可解得：v1=m/s再选取小车A、B和B车上的物体组成的系统为研究对象，从A、B接触到车与物体以相同的速度前进的整个过程中，根据动能定理，有可解得：s=m=0.33m,8、质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图所示，一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动。若物块质量为m时，它们恰能回到O点；若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。,解：由，所以碰撞速度为，设表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起向下运动的速度。因碰撞时间极短，故它们动量守恒：有刚碰撞后弹簧的弹性势能为从它们碰撞后又返回O点的过程中，机械能守恒，有又设：表示质量为2m的物块与钢板碰撞后一起向下运动的速度，有：，碰后到O点：,在以上两种情况中，弹簧的初始压缩量都是x0，故Ep=Ep，质量为2m的