高考物理中的机械能主要包括以下内容:
物体动能和势能的变化。包括动能定理、重力做功与重力势能变化的关系、合外力做功与动能变化的关系等。
机械能守恒。包括判断机械能是否守恒、通过能量转化分析解题等。
弹簧类问题。包括弹簧的弹性势能、弹簧类问题的一般规律等。
单摆与共振。包括单摆的周期、共振的条件等。
能量守恒在电场中的综合应用。包括电场力做功与动能、电势能变化的关系等。
此外,还有卫星变轨问题、碰撞与衰变等。请注意,高考物理对机械能的考察非常灵活,需要考生对相关知识进行扎实的学习和记忆。
题目:
一个质量为5kg的物体,在离地面高为1m处由静止开始竖直下落,物体下落时受到的空气阻力为0.5N,求物体下落过程中物体的机械能(忽略重力加速度的变化)。
解题思路:
1. 物体下落过程中受到重力和空气阻力作用,根据牛顿第二定律求出加速度,再根据运动学公式求出物体下落的时间。
2. 根据动能定理求出物体下落过程中物体的机械能。
解:
已知:m=5kg,h=1m,f=0.5N
根据牛顿第二定律得:
mg-f=ma
解得:a=g-fm=9.5m/s²
根据运动学公式得:
h=1/2at²
解得:t=√(2h/a)=√(2×1/2×9.5)=1s
根据动能定理得:
Ek-0=mgh-fh
解得:Ek=mgh+fh=5×10×1+0.5×5=50.5J
所以物体下落过程中物体的机械能为50.5J。