高中物理三有:有牛顿运动定律,动能定理,机械能守恒定律。
- 牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律,是高中物理中的重要规律之一;
- 动能定理是描述动力学的普遍规律,可以用动能定理解决变力做功和变位移的求解问题;
- 机械能守恒定律是指在只有重力或弹力做功的条件下,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。这个规律也是高中物理中的重要规律之一。
题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用,物体移动了2m的距离,求物体所受的摩擦力大小和方向。
解析:
首先,我们需要根据题目中的条件,确定物体受到的合外力。根据牛顿第二定律,物体所受的合外力等于质量乘以加速度,而加速度可以通过运动学公式求得。
已知物体质量为:5kg
已知水平外力为:20N
已知物体移动的距离为:2m
根据运动学公式,可求得物体的加速度:
$a = \frac{F - f}{m} = \frac{20 - f}{5}m/s^{2}$
根据题目中的条件,物体移动了2m的距离,因此可得到一个方程:
$v^{2} = 2ax$
其中,v是物体的末速度(因为物体做匀加速直线运动,所以末速度为恒定的),x是物体移动的距离。将已知量代入方程中,得到:
$v^{2} = 2 \times (20 - f) \times 2$
接下来,我们解这个方程,求出物体的末速度v和摩擦力f的大小。由于物体做匀加速直线运动,所以末速度可以用初速度和加速度来表示:
v = at
其中,t是时间。将已知量代入方程中,得到:
v = (20 - f)t
将这个式子代入运动学公式中,得到:
$v^{2} = (20 - f)^{2}t^{2}$
将已知量代入方程中,得到:
$v^{2} = 4 \times (20 - f)^{2}$
由于物体做匀加速直线运动,所以加速度和时间都是恒定的,因此可以得到摩擦力f的大小为:
f = 10N
方向与水平外力方向相反。
综上所述,物体所受的摩擦力大小为10N,方向与水平外力方向相反。