以下是一道比較難的初中物理力學題目及其相關例題:
題目:一個物體在斜面上保持靜止狀態,請分析該物體所受的靜摩擦力及其大小。
相關例題:
例題1:一個物體在水平地面上保持靜止狀態,請分析該物體所受的靜摩擦力及其大小。
解答:在水平地面上,物體所受的靜摩擦力與重力垂直于地面的分力平衡,即靜摩擦力的大小等于重力垂直于地面的分力,方向與之相反。
解答這道斜面問題的步驟:
1. 畫出物體的受力圖,包括重力、支持力和摩擦力。
2. 考慮摩擦力的來源,它是由于斜面與物體之間的摩擦造成的。
3. 根據物體處于靜止狀態,可得到其受到的合力為零,從而得到支持力和摩擦力的合力與重力平衡。
4. 摩擦力的方向與接觸面相垂直,且沿著斜面向上。
5. 利用公式f=μN計算摩擦力的大小,其中μ為摩擦系數,N為垂直于接觸面的正壓力。
相關例題答案:
對于這道斜面問題,假設斜面的傾角為θ,物體與斜面之間的摩擦系數為μ,物體的重力為G。根據上述步驟,可得到物體受到的摩擦力大小為:
f = μ G cosθ
相關例題答案:
在水平地面上,靜摩擦力的大小等于重力垂直于地面的分力,即f = G cosθ。
這道題目需要學生能夠理解物體受力平衡以及摩擦力的來源和方向,同時需要學生能夠根據實際情況選擇合適的公式進行計算。相關例題則幫助學生理解不同類型的靜摩擦力及其大小計算方法。
題目:一質量為 m 的小車在光滑水平面上以速度 v 勻速運動,某時刻將質量為 2m 的小物體輕輕放在小車的左端,經過時間 t 小物體與小車相對靜止,此時小車速度大小變為原來的 3/4,求小物體放上小車后,小車與物體間的摩擦力。
例題:一質量為 M 的小車在光滑水平面上以速度 v 向右運動,小車左端有一靜止的質量為 m 的小物塊,小物塊與小車間的動摩擦因數為 μ ,某時刻小物塊開始受到一個水平向右的恒力 F 作用,經過時間 t ,小物塊在車上滑動了一段距離后與車相對靜止,求此時小物塊的速度。
分析:小物塊在車上滑動時受到摩擦力作用,而小車受到的摩擦力為零,根據動量守恒定律可列方程求解。
解:設小物塊在車上滑動的時間為 t ′,則有:
對小物塊:$Ft - μmg\Delta t = \Delta mv$
對小車:$Ft = \Delta mv^{\prime}$
其中$\Delta t$為小物塊在車上滑動的時間,$v^{\prime}$為小車的速度。
聯立解得:$v^{\prime} = \frac{v}{4}$
所以小物塊的速度為$\frac{v}{4}$。
題目:一個物體在斜面上保持靜止狀態,試問:
1. 物體對斜面的壓力和物體所受的重力的關系是什么?
解答:物體對斜面的壓力和物體所受的重力是相互作用力,它們大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
例題:一個物體在斜面上保持靜止狀態,如果斜面的傾角為θ,那么物體對斜面的壓力是多少?
解題過程:物體對斜面的壓力大小等于物體所受的重力沿斜面向下的分力,即F = mgcosθ。
題目:一個物體在水平地面上保持靜止狀態,試問:
1. 物體所受的支持力和物體所受的重力的關系是什么?
解答:物體所受的支持力和物體所受的重力是平衡力,它們大小相等,方向相反,作用在同一個物體上。
例題:一個物體在水平地面上保持靜止狀態,如果物體的質量為m,那么物體所受的支持力是多少?
解題過程:物體所受的支持力等于物體所受的重力,即F = mg。
以上題目涉及到的物理力學知識包括:相互作用力、平衡力、重力、壓力、支持力等。這些題目不僅考察了學生的基礎知識掌握情況,還考察了學生的思維能力和解題技巧。對于初中生來說,這些題目具有一定的挑戰性,需要學生認真思考和探索。
