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初中物理2015高三物理模拟考点

2024-08-27 15:45:31综合与其它458
  • 2015高三物理模拟

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题目:iik物理好资源网(原物理ok网)

一个质量为 m 的小球,在距地面高度为 H 的位置以初速度 v0 抛出,不计空气阻力,求小球落地时的速度大小。iik物理好资源网(原物理ok网)

解析:iik物理好资源网(原物理ok网)

小球在运动过程中只受到重力作用,因此可以运用机械能守恒定律来求解。iik物理好资源网(原物理ok网)

首先,小球在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,即:iik物理好资源网(原物理ok网)

初始动能 + 初始势能 = 末态动能 + 末态势能iik物理好资源网(原物理ok网)

初始动能:E1 = 0.5mv0^2iik物理好资源网(原物理ok网)

初始势能:E2 = mghiik物理好资源网(原物理ok网)

末态动能:E3 = 0iik物理好资源网(原物理ok网)

末态势能:E4 = 0iik物理好资源网(原物理ok网)

将上述关系代入机械能守恒定律公式中,得到:iik物理好资源网(原物理ok网)

E1 + E2 = E3 + E4iik物理好资源网(原物理ok网)

即:0.5mv0^2 + mgh = 0 + 0iik物理好资源网(原物理ok网)

接下来,根据重力做功与路径无关的特点,可以求出小球落地时的速度大小。由于小球从高度为 H 的位置抛出,因此重力做功为:iik物理好资源网(原物理ok网)

Wg = - mgh = - mgHiik物理好资源网(原物理ok网)

根据动能定理,合外力做的功等于动能的变化量,因此有:iik物理好资源网(原物理ok网)

Wf + Wg = ΔEkiik物理好资源网(原物理ok网)

其中 Wf 是空气阻力做的功。由于空气阻力与小球的运动方向相反,因此空气阻力做负功,大小为:iik物理好资源网(原物理ok网)

Wf = - fs = - f(H/v0)iik物理好资源网(原物理ok网)

将上述关系代入动能定理公式中,得到:iik物理好资源网(原物理ok网)

- f(H/v0) + ( - mgH) = 0 - 0.5mv^2iik物理好资源网(原物理ok网)

化简后得到:iik物理好资源网(原物理ok网)

v^2 = v0^2 - 2gh + f^2(H/v0^2)iik物理好资源网(原物理ok网)

其中 f^2(H/v0^2) 表示空气阻力对小球运动的影响。由于空气阻力的大小与速度的平方成正比,因此可以近似认为 f^2(H/v0^2) = H/v0^2。将这个近似关系代入上式中,得到最终结果:iik物理好资源网(原物理ok网)

v = sqrt(v0^2 - 2mgH + H/v0)iik物理好资源网(原物理ok网)

答案:小球落地时的速度大小为 sqrt(v0^2 - 2mgH + H/v0)。iik物理好资源网(原物理ok网)


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