高考物理综合题主要包括力学综合题、电学综合题以及力、电、热综合题等。
力学综合题通常包括牛顿运动定律、动量、功和能等知识点的综合,可能会涉及较复杂的运动情况,如圆周运动、碰撞、临界问题等。电学综合题通常包括电路、电场、磁场和电磁感应等知识点,可能会涉及交直流混合电路、动态电路分析、带电粒子在电场和磁场中的运动等。力、电、热学综合题则通常包括力学、电学和热学知识点的综合,可能会涉及复杂运动、多过程分析、气体性质等。
这些综合题主要考察学生对物理知识的整体掌握程度,包括力学、电学、热学等各个部分的知识,以及综合运用这些知识解决问题的能力。
题目:一个质量为$m$的物体,放置在水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数为$\mu$。现在给物体施加一个水平方向的恒定拉力$F$,使物体向右运动,经过一段时间后,撤去拉力$F$,物体最终停止在距离开始位置$x$的地方。已知重力加速度为$g$。求:
(1)物体运动过程中的最大速度;
(2)物体在整个运动过程中的摩擦力做的功;
(3)拉力$F$在整个过程中做的功。
解答:
(1)物体在拉力作用下向右运动,受到向左的摩擦力作用,做匀减速运动。当速度减为零时,物体停止运动。此时物体的速度最大。根据牛顿第二定律和运动学公式可得:
$F - \mu mg = ma$
$v_{m}^{2} = 2ax$
解得:$v_{m} = \sqrt{2(F - \mu mg)x}$
(2)撤去拉力后,物体受到向右的摩擦力作用,做匀减速运动直到停止。根据动能定理可得:
$- \mu mgx = 0 - \frac{1}{2}mv_{m}^{2}$
解得:摩擦力做的功为$- \mu mgx$。
(3)在整个过程中,拉力做的功等于物体动能的变化量,即:
$W = \frac{1}{2}mv_{m}^{2} = \frac{F^{2}x}{2(F - \mu mg)}$
答案:物体运动过程中的最大速度为$\sqrt{2(F - \mu mg)x}$;整个运动过程中摩擦力做的功为$- \mu mgx$;拉力$F$在整个过程中做的功为$\frac{F^{2}x}{2(F - \mu mg)}$。
这个题目涉及到力学和电学知识,需要综合运用牛顿第二定律、运动学公式、动能定理等知识进行解答。通过这个题目,可以考察学生对力学和电学知识的掌握程度和应用能力。