- 福建高二物理难题例题
以下是一道福建高二物理难题例题:
题目:一个质量为 m 的小球,在距离地面高度为 H 的位置以初速度 v 水平抛出,不计空气阻力,求小球落地时的机械能。
解析:
小球在运动过程中只有重力做功,机械能守恒。初始时刻机械能为小球的重力势能和动能,即E_{0} = mgH + \frac{1}{2}mv^{2}。
根据机械能守恒定律,落地时刻的机械能为初始时刻的机械能加上重力势能的变化量,即E = E_{0} + mgh。
其中,重力势能的变化量为mgH,因为小球从高度为H的位置水平抛出,所以小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动,所以有h = \frac{1}{2}gt^{2}。
将t带入上式可得h = \frac{v^{2}}{2g}。
将h带入E = E_{0} + mgh中可得E = mgH + \frac{1}{2}mv^{2} + \frac{1}{2}mgv^{2}。
答案:落地时刻的小球机械能为mgH + \frac{1}{2}mv^{2} + \frac{1}{2}mgv^{2}。
这道题目考察了福建高二物理中的机械能守恒定律和应用,需要学生具有一定的物理基础和问题分析能力。
相关例题:
题目:
一物体在水平地面上做匀速直线运动,其初速度为v_{0},加速度为a。假设物体受到一个恒定的外力F的作用,使得它的速度增加到v_{1},求这个外力的作用时间t。
分析:
物体在水平地面上做匀速直线运动时,受到重力、支持力和摩擦力的作用,这三个力的合力为零。现在物体受到一个恒定的外力F的作用,使得它的速度增加到v_{1},那么这个外力F的作用效果可以分解为两个部分:一是改变了物体的速度大小,二是改变了物体运动的方向。
解题过程:
根据题意,物体受到的外力F的作用效果可以分解为两个部分:一是改变了物体的速度大小,二是改变了物体运动的方向。由于物体做匀速直线运动,所以它的速度大小不变,因此外力F的作用效果只改变了物体的运动方向。
设物体受到外力F作用后,经过时间t后速度变为v_{1},则有:
v_{1} = v_{0} + at
由于物体做匀速直线运动时受到的摩擦力不变,所以物体受到的外力F和摩擦力的合力为零。因此有:
F = f
其中f为摩擦力的大小。根据牛顿第二定律可得:
F = ma'
其中a'为物体受到外力F作用后的加速度大小。由于物体做匀速直线运动时受到的摩擦力不变,所以a'和a相等。因此有:
a' = a
将上述三个式子代入速度公式v_{1} = v_{0} + at中,可得:
t = \frac{v_{1} - v_{0}}{a}
答案:这个外力的作用时间t为\frac{v_{1} - v_{0}}{a}。
注意:以上解题过程仅供参考,具体解题过程可能因题目要求不同而有所变化。另外,这道题目涉及到高中物理中的牛顿第二定律和运动学公式等内容,需要学生具有一定的物理基础才能较好地理解和解答。
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