吉林省高考物理科目包含以下内容:
1. 必修模块:普通物理学中的力学部分,包括质点的运动学、动力学、功和能、动量和角动量、振动和波动等。
2. 选修模块:
a. 选修1-1(分子动理论与统计思想、固体液体理论、气体性质、物态变化、电场和磁场)。
b. 选修2-1(直流电动机、发电机、交变电流和变压器)。
具体内容请参考吉林省教育考试院发布的信息。
题目:一个质量为 m 的小球,在距离地面高度为 H 的光滑斜面上上下滚动,已知小球受到的阻力恒定,大小为 Ff,小球从静止开始下滑到斜面底端时,求:
1. 小球下滑到斜面底端时的速度大小;
2. 小球下滑到斜面底端所需的时间;
3. 小球下滑到斜面底端的过程中,重力做的功和阻力做的功。
请根据上述问题,列出相应的物理公式和方程,并解释每个方程的含义。
答案:
1. 小球下滑到斜面底端时的速度大小为 v = sqrt(2gH)
解释:根据动能定理,小球下滑过程中只有重力做功,因此有:
mgH = 1/2mv² + 阻力做的功
由于阻力恒定为 Ff,因此阻力做的功为 -FfH
将两个式子联立可以得到 v = sqrt(2gH)
即小球下滑到斜面底端时的速度大小为根号下 2gh
2. 小球下滑到斜面底端所需的时间为 t = sqrt(2H/g)
解释:根据运动学公式,小球下滑的加速度为 a = g - Ff/m
根据 t = sqrt(2H/a),可以求得小球下滑到斜面底端所需的时间为 t = sqrt(2H/g)
3. 重力做的功为 mgH,阻力做的功为 -FfH
解释:重力做的功等于小球重力势能的减少量,即 mgH
阻力做的功等于阻力对小球所做的负功,即 -FfH