高二物理常考的章节有:质点直线运动、力(重力、弹力、摩擦力)、牛顿运动定律、平抛运动、能量(动能定理、重力势能、电势能)、动量(冲量)、万有引力、机械振动和机械波等^[1][2]^。
其中,质点直线运动主要考察对概念的理解以及应用;力、牛顿运动定律和平抛运动主要考察运动的合成和分解;能量、动量和万有引力定律则考察如何选择合理的研究对象;机械振动和机械波则考察如何用数学描述物理过程^[2]^。
具体考试内容需要以各省市高考真题为准。
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 水平抛出,不计空气阻力,求小球落地时的速度大小。
解析:
小球在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据运动的合成与分解,小球落地时的速度可以分解为水平方向上的速度和竖直方向上的速度。
根据机械能守恒定律,小球在空中的运动过程中只有重力做功,所以小球的机械能守恒,即:
初始机械能:E_{0} = mgh + \frac{1}{2}mv^{2}
末态机械能:E_{1} = \frac{1}{2}mv^{2}
根据能量守恒定律,初始机械能等于末态机械能和重力势能的增加量之和:
E_{0} = E_{1} + mgh^{\prime}
其中 h^{\prime} = \frac{H}{2} 是小球落地时在竖直方向上的位移。
解得:v^{\prime} = \sqrt{v^{2} + (gH)^{2}}
答案:小球落地时的速度大小为 \sqrt{v^{2} + (gH)^{2}}。