高二物理推导例题及答案较多,以下仅提供一部分:
例1:用细绳拴住一个弹簧,弹簧的上端固定,下端挂一个物体,用水平力拉弹簧,使弹簧伸长,然后释放,当物体自由落下时,弹簧的伸长量将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定
【分析】
本题考查胡克定律的应用,根据胡克定律即可求解。
【解答】
物体自由下落时,物体受到的重力竖直向下,弹簧对物体的弹力竖直向上,由于物体做自由落体运动,所以弹簧对物体的弹力不变,根据胡克定律$F = kx$可知,弹簧的伸长量不变。故C正确,ABD错误。
故选C。
答案:C
答案解析:
用细绳拴住一个弹簧,弹簧的上端固定,下端挂一个物体,用水平力拉弹簧,使弹簧伸长,然后释放,当物体自由落下时,物体受到的重力竖直向下,弹簧对物体的弹力竖直向上,由于物体做自由落体运动,所以弹簧对物体的弹力不变。
根据胡克定律$F = kx$可知:$F = k(x - x_{0})$;当物体自由落下时,$x_{0} = 0$;所以$F = kx$;所以弹簧的伸长量不变。
例2:在光滑的水平面上有一质量为m的物体,在水平恒力F的作用下由静止开始运动,在时间t内的位移为s的过程中,以下说法正确的是( )
A. 水平恒力F对物体做的功一定为Fs
B. 物体克服重力做功为mgh
C. 水平恒力F做功的平均功率为$\frac{F}{m}s$
D. 物体克服重力做功的平均功率为$\frac{mg}{m}t$
【分析】
根据功的公式和功率公式分析答题;根据重力做功与重力势能变化的关系分析重力做功情况。
【解答】
A.由功的公式可知:水平恒力F对物体做的功一定为$Fs$;故A正确;
B.物体在水平面上运动的过程中只有重力做功,重力做功为零;故B错误;
C.由平均功率的公式可知:水平恒力F做功的平均功率为$\frac{Fs}{t}$;故C错误;
D.物体在水平面上运动的过程中只有重力做功,重力做功的平均功率为零;故D错误;
故选A。
答案:A。
答案解析:
由题意可知:水平恒力F对物体做的功一定为$Fs$;故A正确;物体在水平面上运动的过程中只有重力做功,重力做功为零;故B错误;由平均功率的公式可知:水平恒力F做功的平均功率为$\frac{Fs}{t}$;故C错误;物体在水平面上运动的过程中只有重力做功,重力做功的平均功率为零;故D错误。
题目:一个物体在光滑的水平面上受到一个恒力的作用,先在力的方向上移动一段距离,再撤去这个力,这个物体将做怎样的运动?
解答:
物体在光滑的水平面上受到一个恒力的作用,说明这个物体受到的合力为恒力。在力的方向上移动一段距离,说明物体在这个力的方向上受到了加速度的作用。当撤去这个力后,物体将不再受到加速度的作用,但是仍然会受到这个恒力的作用。因此,物体将做匀加速直线运动。
F = ma
v² = 2ax
其中v是物体的末速度。由于物体在撤去力之前已经具有了一定的速度v₁,因此物体的最终速度v将是v₁和匀加速运动的合成结果。即:
v = v₁ + at
其中t是撤去力后的时间。将上述方程代入运动学公式中,得到:
(v₁ + at)² = 2ax
由于物体在撤去力之前已经移动了一段距离x₁,因此t = x₁ / v₁。将t代入方程中,得到:
v² = 2a(x₁ - v₁·x₁/v₁)
化简后得到:
v² - v₁² = 2a(x₁ - x₁/v₁)
由于物体受到的力是恒定的,因此a也是一个恒定的值。因此,物体的速度v将是一个匀加速运动的结果。最终答案为:物体将做匀加速直线运动。
答案:物体将做匀加速直线运动。