高三物理满分是100分。
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 v0 抛出,不计空气阻力,小球落地时的速度大小为 v。请根据高中物理知识,推导小球落地时的速度大小 v 与初速度 v0 的关系式。
解题思路:
1. 小球在空中运动时,只有重力做功,机械能守恒。
2. 根据机械能守恒定律,可得到小球落地时的速度大小与初速度的关系式。
解题过程:
根据机械能守恒定律,有:
初始机械能:E1 = 1/2mv0²
末了机械能:E2 = 1/2mv²
由于只有重力做功,所以重力势能没有变化,初始重力势能为零,末了重力势能为零,所以初始动能和末了动能相等,即:
E1 = E2
又因为:E2 = mgh + 1/2mv²
所以:mgH + 1/2mv0² = mgh + 1/2mv²
解得:v = sqrt(v0² + 2gH)
答案:小球落地时的速度大小 v 与初速度 v0 的关系式为 v = sqrt(v0² + 2gH)。其中 g 是重力加速度,H 是抛出点的高度。