山东高考物理科目包括:
1. 必考科目:力、热、光、电等知识领域的基础知识,包括运动的描述、相互作用、机械运动、分子热运动、光的传播、电场与磁场等。
2. 物理学科还会涉及一部分社会科学知识,如能源利用、环境保护、科学发展等,以及部分生命科学知识,如光学知识在医学中的应用、声学知识在建筑房屋中的应用等。
此外,山东高考物理选考和加试题中会有一些选修模块的内容,如原子物理、物理实验等。具体考试内容和要求以山东省教育厅和考试院公布的信息为准。
题目:一个质量为m的物体,在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面底端沿光滑斜面向上运动,到达斜面上的某一点时,其速度为v,此时撤去力F,物体继续上升,已知物体运动到斜面顶端时的速度为v/3,求撤去力F时物体已经上升的高度和物体沿斜面运动的加速度。
解答:
首先,我们可以根据题意画出物体的运动轨迹图。在力F的作用下,物体从斜面底端向上运动到某点时速度为v。此时撤去力F,物体继续向上运动,到达顶端时的速度为v/3。我们可以将物体的运动轨迹分成两个阶段:力F作用下的阶段和力F撤去后的阶段。
在力F作用下的阶段,物体受到的合外力为F+mg沿斜面的分力。根据动能定理,我们有:(F+mg)h=(1/2)mv²-0。其中h为物体在力F作用下的阶段上升的高度。
在力F撤去后的阶段,物体受到的合外力为mg沿斜面的分力减去摩擦力。根据牛顿第二定律,我们有:ma=mgcosθ-μ(mg-F)sinθ。其中a为物体的加速度,θ为斜面的倾角,μ为摩擦系数。
由于物体在力F撤去后的阶段继续上升的高度与物体在力F作用下的阶段上升的高度相等,因此有:h=(2/3)v²/2g。将这个式子代入前面的动能定理式子中,我们可以解出μ的值:μ=(2v²-gv²/3g)/(v²/3)。
将μ的值代入牛顿第二定律式子中,我们可以解出a的值:a=(gcosθ-v²/3g)/sinθ。
综上所述,撤去力F时物体已经上升的高度为(2/3)v²/2g,物体沿斜面运动的加速度为(gcosθ-v²/3g)/sinθ。
这道题目考察了学生对牛顿运动定律、动能定理和运动轨迹的理解和应用能力。通过分析物体的运动轨迹和受力情况,学生需要能够找到各个阶段合外力的作用效果,并利用相应的物理规律进行求解。