高三物理计算题及例题如下:
例题:一个质量为$m$的小球,从离地面高为H处以初速度$v_{0}$水平抛出。不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)小球经过多长时间落地?
(2)小球落地时的速度大小是多少?
(3)小球在运动过程中,取地面为零势能参考平面,当小球动能和势能相等时,小球离地面的高度是多少?
计算题:
【分析】
(1)根据竖直方向自由落体运动规律求解小球落地时间;
(2)根据平抛运动规律求解小球落地时的速度大小;
(3)根据机械能守恒定律列式求解小球动能和势能相等时的高度.
【解答】
(1)小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由$H = frac{1}{2}gt^{2}$得:$t = sqrt{frac{2H}{g}}$;
(2)小球落地时的速度大小为:$v = sqrt{v_{0}^{2} + 2gH}$;
(3)设小球动能和势能相等时的高度为$h$,由机械能守恒定律得:$frac{1}{2}mv_{0}^{2} + mgH = frac{1}{2}mv^{2} + mgh$,解得:$h = frac{H}{2}$.
【小题总结】本题考查了平抛运动规律和机械能守恒定律的应用,关键是明确小球的运动规律,灵活选择规律求解.
【分析】
($1$)根据竖直方向自由落体运动规律求解小球落地时间;
($2$)根据平抛运动规律求解小球落地时的速度大小;
($3$)根据机械能守恒定律列式求解小球动能和势能相等时的高度.
【解答】
($1$)小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由$frac{1}{2}gt^{2} = H$得:$t = sqrt{frac{2H}{g}}$;
($2$)小球落地时的速度大小为:$v = sqrt{v_{0}^{2} + 2gH}$;
($3$)设小球动能和势能相等时的高度为$h$,由机械能守恒定律得:$frac{1}{2}mv_{0}^{2} + mg(H + h) = frac{1}{2}mv^{2}$,解得:$h = frac{H}{4}$.
【小题总结】本题考查了平抛运动规律和机械能守恒定律的应用,关键是明确小球的运动规律,灵活选择规律求解.
【分析】根据动能定理求出重力做功的大小,从而得出重力势能的变化量.根据机械能守恒定律求出小球动能和势能相等时的高度.
【解答】根据动能定理得:重力做功为:$- mgh_{1}$,则重力势能减小量等于:$bigtriangleup E_{p} = mgh_{1}$.根据机械能守恒定律得:$frac{1}{2}mv_{0}^{2} + mgh_{1} = frac{1}{2}mv^{2}$解得:$h_{1} = frac{H}{4}$.当小球动能和势能相等时的高度为:$h = H - h_{1} = frac{3}{4}H$.答:($1$)重力势能减小量为$frac{mgH}{4}$;($2$)当小球动能和势能相等时的高度是$frac{3}{4}H$.
高三物理计算题通常会涉及到一些复杂的物理现象和公式,需要学生具备一定的物理基础和解题技巧。以下是一个高三物理计算题的例子,涉及到动量守恒定律和能量守恒定律的应用。
题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N、方向与地面成30度角斜向上的拉力作用,物体在拉力作用下移动了2m的距离,求物体在这个过程中的动能变化和重力势能变化。
相关例题解析:
首先,我们需要根据题目描述,列出物体的受力情况和运动学公式。物体受到拉力、摩擦力和重力三个力的作用,做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
$a = frac{Fcostheta - f}{m}$
其中,$F$为拉力大小,$theta$为拉力与地面的夹角,$f$为摩擦力大小,$m$为物体质量。根据运动学公式,物体在拉力方向上通过的距离为:
$s = frac{1}{2}at^{2}$
其中,$a$为加速度,$t$为时间。将加速度代入运动学公式,得到:
$s = frac{Fcostheta t - f t^{2}}{2m}$
已知物体在拉力方向上移动的距离为2m,代入数据得到:
$2 = frac{20 times 0.8 - f times 2}{2 times 5}$
解得:$f = 7.5N$
根据动量守恒定律,物体在初状态和末状态的动量变化等于合力的冲量,即:
$Delta P = Ft - fs$
其中,$Delta P$为动量的变化量,$F$为合力大小(即拉力大小减去摩擦力大小),$t$为时间。将已知数据代入得到:
$Delta P = (20 times 0.8 - 7.5 times 2) times 2 = 15N cdot s$
物体的动能变化量为:$Delta E_{k} = frac{1}{2}mv^{2}$,其中$m$为物体质量,$v$为物体末速度。由于物体做匀加速直线运动,末速度等于初速度加上加速度乘以时间的倒数,即:$v = at + v_{0}$。将已知数据代入得到:
$Delta E_{k} = frac{1}{2} times 5 times (20 times 0.8 - 7.5 times 2) = 37.5J$
物体的重力势能变化量为:$Delta E_{p} = mgh$,其中$h$为物体上升的高度。由于物体在水平地面上移动了2m的距离,所以重力势能的变化量为零。
通过以上分析,我们可以得到物体在这个过程中的动能变化量为37.5J,重力势能变化量为零。解题的关键在于正确分析物体的受力情况和运动过程,运用动量守恒定律和能量守恒定律进行求解。
高三物理计算题通常会考察一些核心概念和原理,如牛顿运动定律、动能和势能、电场和磁场等。以下是一些常见的问题和例题,涉及高三物理计算题中的15分部分:
问题1:一个物体在恒力作用下做匀加速直线运动,已知初速度为v1,末速度为v2,求物体的加速度a和时间t。
例题:一个物体从静止开始以加速度a做匀加速直线运动,经过t秒后的速度为v2。求物体的加速度a。
问题2:一个物体在斜面上做匀加速直线运动,已知斜面的摩擦系数为μ,求物体的加速度a和最大速度v。
例题:一个物体在斜面上做匀加速直线运动,斜面的摩擦系数为μ,物体的最大速度为v。求物体的加速度a。
问题3:一个物体在电场中受到电场力的作用,已知电场强度为E,求物体的加速度a和电势能E。
例题:一个带电粒子在电场中受到电场力的作用,电场强度为E,求该粒子的加速度a和电势能E。
问题4:一个物体在磁场中受到磁场力的作用,已知磁感应强度为B,求物体的加速度a和速度v。
例题:一个物体在磁场中受到磁场力的作用,磁感应强度为B,求该物体的加速度a和速度v之间的关系。
以上问题涵盖了高中物理中的主要概念和公式,通过练习这些例题可以加深对物理概念的理解,提高解题能力。同时,要注意解题的规范性和准确性,养成良好的解题习惯。
请注意,以上例题仅为示例,实际情况可能有所不同,具体问题需要参考实际情况进行解答。