物理高考大题公式有以下几个方面:
1. 动量守恒定律的应用:
初速度为v1的粒子在力作用下达到速度v2时,则力F与v1、v2的关系为F=mv2/m+v1。
动量守恒定律也适用于微观粒子。
2. 动能定理的应用:
动能定理应用中的几个表达式:W=ΔEkB;ΔEkB=W+ΔEk;除了重力之外的其他力做的功等于物体动能的变化量。
动能定理也适用于微观粒子。
3. 带电粒子在电场中的运动:
动力学公式的应用:动能定理、牛顿定律、动量定理、动量守恒定律等。
轨迹方程的建立:通常需要求出粒子的轨迹方程,再根据几何关系求解。
“类平抛运动”的分解:将重力作用下的运动分解为水平和竖直两个方向的分运动。
4. 电磁感应中的能量转化:
E=BLV+Q=EKB+EB=ΔEKB,其中ΔEKB为克服安培力所做的功,也是电场力所做的功。
在电磁感应过程中,机械能和其他形式的能相互转化。当只有动能和重力势能相互作用时,总能量是守恒的。
以上是物理高考大题中常用的部分公式,具体考试时可能还需要根据实际情况进行变形或推导。另外,建议在复习时结合具体的题目和解题步骤来理解和记忆这些公式,以提高应用的效果。
题目:一个质量为$m$的小球,从半径为$R$的固定球壳(视为质点)的边缘处沿球壳内表面滑下,求小球下滑过程中克服摩擦力做的功。
解答:
首先,我们需要知道小球在下滑过程中,摩擦力是恒定的,方向始终指向球心。因此,我们可以使用动能定理来求解克服摩擦力做的功。
设小球下滑的高度为$h$,则根据动能定理,我们有:
$- W_{f} = \Delta E_{k}$
其中,$\Delta E_{k}$是小球动能的改变量。由于小球在下滑过程中只受重力和摩擦力,所以有:
$\Delta E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} - 0$
接下来,我们考虑小球在球壳内表面的运动。由于小球在下滑过程中始终与球壳内表面接触,所以小球的速度在沿半径方向和垂直于半径方向上都有变化。因此,我们需要分别考虑这两个方向上的动能变化。
沿半径方向上,小球的速度增加,因此动能增加;垂直于半径方向上,小球的速度减小,因此动能减小。所以有:
$\Delta E_{k,rad} = \frac{1}{2}m(v^{2} - v_{0}^{2})$
$\Delta E_{k,perp} = 0$
其中,$v_{0}$是小球开始下滑时的速度。
将以上各式代入动能定理的公式中,我们有:
$- W_{f} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
接下来,我们考虑小球在球壳内表面上的摩擦力。由于小球在下滑过程中始终与球壳内表面接触,所以摩擦力的大小和方向都不变。因此,我们可以使用牛顿第二定律来求解摩擦力的大小:
$f = \mu mg\cos\theta$
其中,$\mu$是摩擦系数,$g$是重力加速度,$\theta$是小球与球壳内表面的夹角。由于小球在下滑过程中始终保持与球壳内表面的接触,所以$\theta$始终保持不变。因此,我们可以将$\theta$视为常数。
将以上各式代入摩擦力做功的公式中,我们有:
$W_{f} = f \cdot \Delta s = \mu mg\cos\theta \cdot 2\pi R \cdot \frac{h}{R}$
最后,将以上各式代入动能定理的公式中,我们有:$- W_{f} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2} = W_{g} - W_{f}$其中$W_{g}$是小球的重力做的功。
综上所述,克服摩擦力做的功为:$W_{f} = \mu mg\cos\theta \cdot 2\pi R \cdot \frac{h}{R} - \frac{1}{2}mv^{2} + \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$