高中物理:力概论

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例子问题

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例子问题1:部队

两只狗,一只和一个拉一根骨头。它们用同样的力拉,但方向相反。骨头的加速度是多少?

可能的答案:

骨头会加速向

骨头会加速向

骨头会有正加速度,然后是负加速度

骨头的加速度为零

骨头会飞到空中

正确答案:

骨头的加速度为零

解释

对于这个问题,我们看的是作用在骨头上的合力。因为两条狗都在用同样的力拉,我们可以说狗1的力的大小等于狗2的力的大小,但是方向相反。数学上,

为了求出骨头上的合力,我们把单独的力加起来。

我们可以把合力代入方程。

合力为零。每只狗在相反的方向上用相等的力拉,使总力抵消。

根据牛顿第二定律,.如果合力为零,那么骨头的加速度也必须为零。

例子问题1:部队

一个男人正在粉刷房子。他注意到有一小滴油漆完全静止地留在垂直的墙上。关于这幅画他能得出什么结论?

可能的答案:

水滴受到的摩擦力等于它受到的重力

油漆滴离地面很近,因此势能很低

这种涂料是水性的

我们需要知道液滴的密度才能得出结论

我们需要知道水滴的质量才能得出结论

正确答案:

水滴受到的摩擦力等于它受到的重力

解释

如果液滴是静止的,那就意味着作用在它上的合力等于零。有两种力作用在液滴上:重力和油漆在墙上的摩擦力。

从数学上讲,我们可以建立一个合力方程:

摩擦力和重力是相等相反的,使得水滴在壁上静止不动。

例子问题3:力的介绍

两个大小相等的力怎么可能产生合力为零呢?

可能的答案:

力作用在不同的物体上

力的方向是相反的

这些力彼此平行

力相互垂直

力是在一个圆圈里产生的

正确答案:

力的方向是相反的

解释

如果两个力作用在一个物体上,那么作用在物体上的合力等于作用在物体上的力之和。

然而,力是矢量。这意味着所有的力都有大小和作用方向。在增加力时,我们必须考虑它们的方向。方向被分为水平和垂直部分用于矢量相加,并且可以基于沿轴的方向为正或负。

为了使合力为零,沿着给定的轴,一个力必须是正的,另一个力必须是负的。如果两个力的大小相等,那么它们必须以完全相反的方向作用才能相互抵消。

问题4:力的介绍

下列哪个不是力的一种?

可能的答案:

摩擦力

浮力

动态力

法向力

阻力(空气阻力)

正确答案:

动态力

解释

动能不是一个技术上正确的性质。动能可以用来产生力,但它本身并不是力。力需要非零加速度,这意味着它们只在速度发生变化时存在。动能的变化可以表示速度的变化,从而导致非零力值。

法向力是物体表面所受的力,通常与重力相反。摩擦力是物体与表面之间的阻力,其作用方向与物体运动方向相反。浮力是流体向上作用于水下物体的力。阻力,或空气阻力,是物体在流体中运动时产生的摩擦力的一种特殊形式。

例子问题1:理解力和加速度之间的关系

两个孩子站在一个无摩擦的表面上互相推搡的力量。如果一个孩子的质量是另一个孩子的两倍,轻的孩子和重的孩子的比例是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

首先,根据牛顿第三定律,意识到较轻的子粒子施加在较重的子粒子上的力与较重的子粒子施加在较轻的子粒子上的力相等且相反。

用牛顿第二定律,我们可以重写这个方程。

题目告诉我们,使较重的孩子轻一点的孩子。我们也可以把这个用在方程里。

我们要求的是,所以我们需要重新排列方程。

首先,群众抵消了。

然后,两边除以

的比例

例子问题1:理解力和加速度之间的关系

一个板条箱以恒定的速度沿着地板滑动。板条箱上的合力是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

力和加速度的关系是

因为板条箱的速度是恒定的,所以它没有加速度。

如果加速度为零,这意味着物体上没有合力,或者

例子问题3:理解力和加速度之间的关系

一个板条箱沿无摩擦表面滑动。如果它保持恒定的速度,物体受到的合力是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

牛顿第二定律指出.我们知道质量,但我们需要计算加速度。

加速度是单位时间内速度的变化量。

由于速度从一个时刻到下一个时刻没有变化,那么物体上肯定没有净加速度。

回到牛顿第二定律,我们可以看到,如果没有加速度,那么就没有合力。

问题4:理解力和加速度之间的关系

同样的力作用在两个不同的物体上。一个物体的质量是,另一种质量为.哪个加速度更大?

可能的答案:

我们需要知道所施加的力的值

我们需要知道的是来解决

加速度是相等的

正确答案:

解释

力的方程是:

我们可以把这个方程写成每个物体的形式:

我们知道作用在每个物体上的力是相等的,所以我们可以使这些方程相等。

我们知道第二个物体的质量是第一个物体的两倍。

我们可以消去两边的质量,留下两个加速度之间的关系。

第一个物体的加速度是第二个物体加速度的两倍;因此,质量较轻的物体的加速度更大。

例5:理解力和加速度之间的关系

兰斯推着一箱重物牛顿的力。合力加速度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

力的公式是牛顿第二定律

题目告诉我们要用对于质量和对于力。

现在我们可以分离加速度。

从单位的角度来看,这也是有意义的。力的单位是牛顿,可以写成:

在方程中,我们可以看到牛顿除以质量:

这就得到了加速度的单位。

例子问题6:理解力和加速度之间的关系

球开始滚动,速度为.如果没有外力作用于它,它的速度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

如果没有力作用在物体上,就没有加速度。如果没有加速度,那么物体将以匀速运动。

数学上,我们可以看看牛顿第二定律和加速度公式。

我们知道力是零。

因为我们知道质量不可能是零,加速度也一定是零。

我们现在可以用加速度的公式来看看对速度的影响。

我们知道加速度是0时间是10秒。

为了使这个成立,初速度和末速度必须相等。

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