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1. 在光滑水平面上有一质量为m的物体,用一水平恒力F作用于此物体,在t秒内物体的位移为x,该物体的加速度大小是多少?
示例:光滑水平面上有一质量为m的物体,在恒力F作用下做匀加速直线运动,在t秒内物体的位移为x,则物体的加速度大小为多少?
解题思路:根据匀变速直线运动位移时间公式求解加速度。
2. 质量为m的小球从高为H处由静止释放,落到地面时速度大小为v,小球与地面碰撞过程中损失的机械能是E,求小球与地面碰撞过程中地面的作用力大小。
示例:质量为m的小球从高为H处由静止释放,碰到地面后速度大小为v,小球与地面碰撞过程中损失的机械能为E,求小球与地面碰撞过程中地面的作用力大小。
解题思路:根据动能定理和动量定理求解地面的作用力大小。
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题目:
【高三潍坊2021三模物理】
【问题】
一个物体从高为h,质量为m的斜面顶端由静止开始滑下,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面与水平面之间没有摩擦力,求物体滑到斜面底端时的速度。
【分析】
mgμcosθ - mgμsinθ = ma
其中,g为重力加速度,μ为摩擦系数,θ为斜面倾角,a为物体加速度。
物体在斜面上做匀加速运动,其运动轨迹为抛物线。当物体滑到斜面底端时,其速度为v,则有:
v^2 = 2ah
其中,h为斜面高度,a为物体在斜面上的加速度。
将上述两个方程联立,可解得物体滑到斜面底端时的速度v。
【解答】
mgμcosθ - mgμsinθ = ma
v^2 = 2ah
将a代入第一个方程中,得到:
mgμ(cosθ - sinθ) = mv^2/h
将第二个方程中的h代入上式,得到:
mgμ(cosθ - sinθ) = m(v^2/h) = mv^2
解得:v = sqrt(gμ(cosθ - sinθ))
所以,物体滑到斜面底端时的速度为sqrt(gμ(cosθ - sinθ))。