高中物理选修三(选修3-3)的公式有:
1. 理想气体的状态方程:$pV = nRT$。
2. 热力学第一定律:$\Delta U = W + Q$。
3. 物质的比热容:$c = \frac{Q}{m\Delta t}$。
4. 查理定律:等容过程,气体温度的变化量$\bigtriangleup T = \frac{P_{1}V}{T_{1}} - \frac{P_{2}V}{T}$。
5. 盖吕萨克定律:等压过程,气体温度的变化量$\bigtriangleup T = \frac{P}{V} \bigtriangleup t$。
6. 热值:$q = \frac{Q}{m}$。
7. 能量守恒定律:做功改变物体的内能,$\bigtriangleup U = W$;热传递改变物体的内能,$\bigtriangleup U = Q$。
此外,还有玻意尔定律、维里定律等公式。具体请参考教材相关内容。
【例题】
假设一个质量为$m$的小球,在光滑的水平面上以速度$v$向右运动,碰到一个大小与小球相等的静止的挡板后,挡板被撞向后移动了一段距离。求这个过程小球对挡板的平均冲力。
【分析】
在这个问题中,我们首先需要明确动量守恒定律的使用条件:系统不受外力或所受的外力之和为零,系统内力远大于外力时,可以认为系统动量守恒。
假设挡板被撞后向右移动的距离为$s$,挡板的质量也为$m$。根据动量守恒定律,小球在碰撞前的动量与碰撞后的动量应该相等,即:
$mv = mv_{f} + F \times s$
其中$v_{f}$是小球在碰撞后的速度,$F$是挡板对小球的冲力。由于题目中没有给出挡板的具体材料和形状,我们无法直接求出$F$的大小。但是我们可以根据题目中的条件,求出挡板对小球的作用时间,再根据牛顿第二定律求出冲力的大小。
【解答】
根据题目中的条件,可以认为小球和挡板之间的相互作用时间为$t$,则有:
$\Delta t = \frac{s}{v}$
在这个时间内,小球受到挡板的冲力作用,其加速度为:
$a = \frac{F}{m}$
由于加速度等于单位时间内速度的变化量,因此可以求出冲力的大小:
$F = mv \times \frac{v}{s}$
由于题目中没有给出小球和挡板的材料和形状的具体信息,我们无法直接求出冲力的大小。但是我们可以根据上述公式求出冲力的大小范围,从而对挡板的材料和形状进行合理的假设和设计。