高三物理中的瞬时性包括以下几种:
1. 瞬时速度:表示某一时刻或某一位置速度的大小和方向。瞬时速度是矢量,既有大小又有方向。
2. 平均速度:表示一段时间内或一段位移内的平均快慢,瞬时速度不能由它表示。
3. 瞬时速率:瞬时速度的大小,简称速率。
此外,还有瞬时压强、瞬时功率、瞬时感应电动势等物理量,它们都表示某一时刻或某一位置某种物理量的实际值。请注意,这些瞬时值是在高中物理中经常出现的概念,在解决实际问题时经常用到。
题目:
一个质量为 m 的小球,在距地面高度为 H 的位置以初速度 v 抛出,忽略空气阻力,求小球在空中运动的时间。
解析:
小球在空中运动时,受到重力和空气阻力的作用。重力是恒定的,而空气阻力的大小与速度的平方成正比,因此随着速度的增大,阻力也会增大。
假设小球在空中运动的时间为 t,那么我们可以根据运动学公式来求解这个问题。
首先,根据自由落体运动的知识,我们可以得到:
1. 小球在空中的运动是自由落体运动,因此其加速度为 g。
2. 小球在空中的运动时间为 t,那么其位移为 H。
因此,根据运动学公式 h = v0t - 1/2gt^2,其中 h 为位移,v0 为初速度(即抛出时的速度),g 为重力加速度,t 为时间,可以得到:
H = v0t - 1/2gt^2
接下来,我们考虑空气阻力的影响。由于空气阻力的大小与速度的平方成正比,因此随着速度的增大,阻力也会增大。当速度达到一定值时,阻力将变得足够大,使得小球的运动不再符合自由落体运动的规律。这个速度被称为终端速度。
假设终端速度为 v_t = sqrt(2gH),那么我们可以将终端速度代入上式中,得到:
H = sqrt(2gH)t - 1/2gt^2
为了简化问题,我们假设小球的运动符合自由落体运动的规律,即忽略空气阻力。此时 v_t = 0,代入上式得到:
t = sqrt(2H/g)
答案:小球在空中运动的时间为 sqrt(2H/g)。