- 2021高考物理试新高考
新高考物理包括以下内容:
1. 必修模块:物理1(力学)和物理2,主要内容包括运动的描述(参考系、质点、时间与时刻、位移与路程)、匀变速直线运动、相互作用、重力基本相互作用、运动的合成与分解等。
2. 必考内容:热学、光学和近代物理部分。具体包括气体定律(气体状态参量、状态变化过程、分子力做功与分子势能)、光的折射与全反射、相对论等内容。
新高考物理试题可能会在考查知识的同时,更加注重考查学生能力,包括实验能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力等。
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相关例题:
例题:
【题目描述】
一个质量为m的小球,在光滑的水平桌面上以初速度v0沿直线运动,与一个竖直放置的光滑屏障发生碰撞。设碰撞后小球继续沿桌面运动,且与一个斜面发生第二次碰撞。已知斜面的倾角为θ,小球在两次碰撞中受到的冲量大小相等。求小球在第二次碰撞时对斜面的压力大小。
【解题思路】
1. 确定小球在第一次碰撞后的速度方向和大小;
2. 根据动量守恒定律列出第一次碰撞后的速度表达式;
3. 根据能量守恒定律列出第一次碰撞后的动能表达式;
4. 根据牛顿第三定律列出小球对斜面的压力表达式;
5. 根据题意,小球在第二次碰撞中受到的冲量大小与第一次相同,因此列出第二次碰撞后的速度表达式;
6. 根据能量守恒定律列出第二次碰撞后的动能表达式;
7. 根据牛顿第三定律求解小球对斜面的压力大小。
【答案】
小球在第二次碰撞时对斜面的压力大小为:
F = mgcosθ + mv^2/2mgsinθ
【解析】
首先根据题意确定小球在第一次碰撞后的速度方向和大小。由于小球在第一次碰撞后继续沿桌面运动,因此速度方向不变,大小为v0。根据动量守恒定律,第一次碰撞后的速度表达式为:
mv0 = mv1 + mv2
其中v1表示第一次碰撞后小球在垂直于斜面的方向上的速度分量,v2表示第一次碰撞后小球在平行于斜面的方向上的速度分量。由于小球在第一次碰撞中受到的冲量大小与第二次相同,因此有:
mv2 = -Ft
其中F表示小球对斜面的压力,t表示小球与斜面接触的时间。由于小球在第一次碰撞后继续沿桌面运动,因此时间t可以表示为:
t = (v1/g) + (v2/a)
其中a表示小球与斜面之间的摩擦系数。将t代入上式可得:
mv2 = -F(v1/g + v2/a)
将第一次碰撞后的速度表达式代入上式可得:
mv^2 = -F(v0/g - vsinθ)
其中mv^2表示第二次碰撞后的动能。由于小球在第二次碰撞中受到的冲量大小与第一次相同,因此有:
mv^2 = (mgcosθ + F')t'
其中F'表示第二次碰撞时小球对斜面的压力,t'表示小球与斜面接触的时间。由于小球在第二次碰撞后静止不动,因此时间t'可以表示为:
t' = (vcosθ/g) + (vsinθ/a')
其中a'表示小球与斜面之间的摩擦系数。将时间t'代入上式可得:
mv^2 = (mgcosθ + F')(vcosθ/g)
将上式代入动能表达式可得:
mv^2 = (mgcosθ + mv^2/2mgsinθ)v^2sinθ
将上式两边同时除以mv^2可得:
F' = mgcosθ + mv^2/2mgsinθ
由于F'即为小球在第二次碰撞时对斜面的压力大小,因此答案为:F = mgcosθ + mv^2/2mgsinθ。
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