高三物理43课的内容包括质点、参考系和坐标系、时间和时刻、位移和路程、速度、加速度、匀速直线运动、自由落体运动、相遇和追击问题、圆周运动等。
例题:
题目:一质量为m的小球从高为H处自由下落,进入一弹簧后又被反弹回来。已知小球与弹簧作用过程中不损失能量,弹簧的劲度系数为k,求小球从开始下落到最终静止所经历的时间。
解题思路:
1. 小球自由下落阶段,做自由落体运动,根据运动学公式可求得下落时间。
2. 小球触碰弹簧后,先做加速度减小的加速运动,后做加速度减小的减速运动,直到速度为零。根据牛顿第二定律和运动学公式可求得小球在弹簧中的运动时间。
3. 小球在弹簧中运动的时间加上自由落体运动的时间即为小球从开始下落到最终静止所经历的总时间。
解题过程:
设小球从开始下落到最终静止所经历的总时间为t,则有:
1. 小球自由下落阶段:
由自由落体运动公式可得:
H = 1/2gt²,解得t = sqrt(2H/g)
2. 小球触碰弹簧后,先做加速度减小的加速运动,后做加速度减小的减速运动,直到速度为零。
由牛顿第二定律可得:
F = kx = ma,解得a = kx/m
由运动学公式可得:
v² = 2ax,解得v = sqrt(2ak)
由速度公式可得:
t1 = v/g + (v/a),解得t1 = sqrt(2H/g) + sqrt(kH/mg)
3. 小球在弹簧中运动的时间加上自由落体运动的时间即为小球从开始下落到最终静止所经历的总时间。
所以t = t1 + t = sqrt(2H/g) + sqrt(kH/mg) + sqrt(2H/g)
答案:小球从开始下落到最终静止所经历的时间为sqrt(kH/mg) + sqrt(kH/mg) + sqrt(2H/g)秒。