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例题:(2017全国高考2卷物理)
【题目】
一质量为$m$的小球,从离地面高为$H$处以初速度$v_{0}$开始下落,当下落到距离地面高度为$h$时,小球的重力势能减少了$mg(H - h)$,小球克服空气阻力所做的功为$mgh$,已知小球从开始下落到落到地面的过程中,机械能守恒。
(1)求小球落到地面时的速度大小;
(2)若在上述过程中,小球克服空气阻力做功为$W_{f}$,求小球克服空气阻力做功的比例系数$k$。
【解析】
(1)根据机械能守恒定律得:$mg(H - h) = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
解得:$v = \sqrt{\frac{2(mgH - mgh - W_{f})}{m}}$
(2)根据题意得:$\frac{W_{f}}{mgh} = k$
【答案】
(1)小球落到地面时的速度大小为$\sqrt{\frac{2(mgH - mgh - W_{f})}{m}}$;
(2)小球克服空气阻力做功的比例系数$k = \frac{W_{f}}{mgh}$。
【例题分析】
本题主要考查了机械能守恒定律的应用和动能定理的应用,难度适中。
【技巧总结】
本题中第一问是常规的机械能守恒定律的应用,第二问需要用到动能定理和比例系数的关系式求解,需要同学们灵活运用所学知识解决问题。在解决此类问题时,同学们需要注意题目中的隐含条件,如本题中的机械能守恒和重力势能的减少量等于动能的增加量等。同时,同学们还需要注意题目中的比例系数关系,如本题中的克服空气阻力做功与重力势能减少量的比例关系等。