- 高考物理第一道大题
高考物理第一道大题主要包含力学习题、电学习题、热学习题、光学习题、原子和稳恒电流等。不过,这并非完全确定,可能会根据每年的高考物理试题具体内容略有不同。
相关例题:
题目:
一质量为$m$的小球,在光滑的水平面上以速度$v_{0}$运动,与一个沿同一直线运动的、大小为$2m$的静止的球发生碰撞。碰撞是弹性的,并发生在一个固定点上。求碰撞后小球运动的方向和速度。
答案:
步骤:
1. 列出小球碰撞前后的受力情况,并画出受力分析图。
碰撞前,小球受到自身重力、支持力和速度v_{0}的作用。
碰撞后,小球受到自身重力、支持力和碰撞后的弹力作用。
2. 根据牛顿第二定律,可列出碰撞前后小球的加速度方程。
碰撞前,小球加速度为零,速度为v_{0}。
碰撞后,小球受到的弹力方向与原速度方向相反,因此加速度方向与原速度方向相反。
3. 根据碰撞后的弹力大小和方向,可列出小球的动量守恒方程。
碰撞前后,小球的总动量不变,即mv_{0} = mv_{1} + mv_{2}。
4. 根据以上方程求解碰撞后小球的速度v_{1}和方向。
解答:
碰撞后小球的速度为v_{1} = v_{0} - at,其中a为加速度,t为时间。由于碰撞后小球受到的弹力方向与原速度方向相反,因此加速度方向与原速度方向相反。根据牛顿第二定律,可得到a = -k/m,其中k为碰撞后的弹力系数。因此,时间t可以通过求解mv_{0} = mv_{1} + mv_{2} = m(v_{0} - at)来求解。最终得到v_{1} = v_{0} - at = v_{0} - k/m t。由于碰撞前后小球的总动量不变,因此v_{2} = - mv_{1} = m(k/m t - v_{0})。由于碰撞是弹性的,因此v_{2} = v_{1},即k/m t = v_{0} + v_{2} = v_{2} - v_{0} = v_{1} - v_{0} = v_{0} - k/m t - v_{0} = 0。因此,碰撞后小球的速度为v_{1} = v_{0}/2,方向与原速度相反。
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