高三物理运动分子题及答案和相关例题有很多,下面列举几个:
【例题】
一个分子质量为m,一个质量为M的固定不动的大物块。分子与大物块之间的距离为r,分子与大物块的分子力为零。现将分子用力拉到r远大于分子半径的程度(即分子力近似为零)。现将该分子由静止释放,求它经过多长时间回到r处。
【分析】
分子在运动过程中受到两个力的作用:一个是重力,另一个是大物块对它的作用力。由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以不能用牛顿第二定律求解运动时间。
【解答】
设分子从释放到回到r处的运动时间为t,则有:
$t = frac{2r}{v_{0}}$
其中v_{0}为分子在运动过程中的最大速度。
【答案】
解法一:由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以不能用牛顿第二定律求解运动时间。但是可以利用动量定理求解。
解法二:由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以不能用动能定理求解速度。但是可以利用能量守恒定律求解。
【例题答案】
由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以无法直接求解时间。但是可以根据能量守恒定律求解出分子在运动过程中的最大速度,再根据动量定理求解时间。
【相关题目】
一个质量为m的分子以一定的速度v垂直撞到一个固定的板上,已知该分子与板之间的动摩擦因数为μ,求该分子的最大速度和运动时间。
【分析】
由于分子与板之间的摩擦力是变力,所以不能用牛顿第二定律求解运动时间。但是可以利用能量守恒定律求解出分子的最大速度和运动时间。
【解答】
设分子的最大速度为v_{m},则有:
$mv_{m}^{2} = mu mg cdot frac{v_{m}}{2}$
其中g为重力加速度。
设分子的运动时间为t_{m},则有:
$t_{m} = frac{v_{m}}{mu g}$
其中v_{m}为分子的最大速度。
【例题】
问题:一个分子质量为m,一个质量为M的物体以一定的初动能与该分子相碰撞,碰撞后两者同方向运动并以相同的速度一起运动。求碰撞过程中损失的机械能。
分析:
1. 碰撞前后的动量守恒,根据动量守恒定律可求得碰撞后两个物体的速度。
2. 根据能量守恒定律求出碰撞过程中损失的机械能。
解:
设碰撞后分子速度为v,物体速度为u,由于碰撞过程系统内力远大于外力,故系统动量守恒。
由动量守恒定律得:mv + Mv' = (m + M)u
由于碰撞前后系统动能都减少,故有:
ΔE = 0.5mv² + 0.5Mu² - (m + M)v'v
代入数据解得:ΔE = 0.5m(M - v')²
答案:碰撞过程中损失的机械能为0.5m(M - v')²。
【相关例题】
一个质量为m的分子在半径为R的圆周上做匀速圆周运动,求分子在运动过程中的最小向心力。
解:根据向心力公式得:F = mω²R = m(2π/T)²R = m(2πf)R
其中ω、T、f分别为圆周运动的角速度、周期和频率。因此,分子在运动过程中的最小向心力为m(2πf)R。
高三物理运动分子题及答案
【例题】一容器内储有某种理想气体,其分子平均速率为v,分子动能为E k ,求:
(1)该容器内理想气体分子的平均动能;
(2)该容器内理想气体分子的平均速率;
(3)该容器内理想气体分子的质量。
【答案】
(1)E k = 3/2 kT
(2)v = √(kT/m)
(3)m = 2m0(E k /kT)3/2
相关例题常见问题:
1. 已知某理想气体分子的平均速率是v,求该气体分子的质量。
2. 一容器内储有某种理想气体,其分子平均速率为v,分子数为N,求该容器内理想气体的压强。
3. 某容器内储有一定量的某种理想气体,其分子平均速率为v,求该容器内理想气体的温度。
4. 一容器内储有某种理想气体,其分子动能为E k ,分子数为N,求该容器内理想气体的压强。
以上问题均可以运用高三物理运动分子相关知识进行解答。