物理選修3-5的高考題有很多,例如:
子彈水平射入木塊問題。這道題主要考查了動量守恒定律的應用,同時考查了對木塊摩擦力做功引起動能變化的理解。
核反應堆問題。這道題主要考查了選修3-5中對核反應堆的理解。
光電效應問題。高考物理試題中,光電效應現象是??嫉膬热葜?,包括光電子的最大初動能,以及與入射光的頻率的關系等。
一維單原子分子理想氣體模型的多項選擇題。這種模型可以用來考查氣體分子的平均動能和分子個數的關系,也可以用來考查做功和熱傳遞在改變系統內能中的作用。
以上僅是部分高考題,實際上選修3-5的高考題還有很多,建議查閱近年高考真題以獲取更全面的信息。
【例題】(物理選修3-5)一個質量為m的氫氣球在拉力作用下,以一定的加速度a向上運動,突然繩子斷了,此后,氣球將以大小為a/2的加速度加速下降。求:
(1)繩子斷了后,氣球的運動方向和速度大小;
(2)繩子斷了后,氣球受到空氣的阻力的大小。
【分析】
(1)氣球在拉力作用下向上運動時,加速度方向向上,根據牛頓第二定律求出拉力的大小。繩子斷了后,氣球向上做減速運動,加速度方向向下,根據牛頓第二定律求出空氣阻力的大小,再根據運動學公式求出氣球的速度大小。
(2)根據運動學公式和牛頓第二定律即可求解。
【解答】
(1)繩子斷了后,氣球向上做減速運動,加速度方向向下,根據牛頓第二定律有:$F - mg - f = ma$ $①$
其中$F$為拉力,$f$為空氣阻力。解得:$f = \frac{1}{2}ma - mg = \frac{ma}{2}$ $②$
由于向上的加速度大于向下的加速度,故氣球的速度逐漸減小。根據速度位移公式有:$v^{2} = 2ax$ $③$
其中$x$為氣球上升的高度。解得:$v = \sqrt{\frac{2a}{3}x}$ $④$
所以繩子斷了后,氣球向上做減速運動,速度大小為$\sqrt{\frac{2a}{3}x}$。
(2)由于向上的加速度大于向下的阻力產生的加速度,故阻力產生的加速度為$\frac{a}{2}$。根據牛頓第二定律有:$f^{\prime} - mg = \frac{1}{2}ma^{\prime}$ $⑤$
其中$f^{\prime}$為空氣阻力的大小。解得:$f^{\prime} = \frac{3}{2}ma^{\prime} = \frac{3ma}{2}$ $⑥$
所以繩子斷了后,氣球受到空氣的阻力的大小為$\frac{3ma}{2}$。