2017年湖南高考物理科目考試包含以下內容:
1. 力學部分:質點運動學、牛頓運動定律、動量、功和能、動量守恒定律、機械振動和機械波。
2. 電學部分:庫侖定律、電場強度、電勢、電容、直流電。
3. 光學部分:光的折射、光的干涉、光的衍射現象。
4. 近代物理初步:相對論、普朗克能量子假說、電子躍遷原子能級。
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題目:
【例題】(2017年湖南高考物理)
一質量為m的物體,在距地面h高處以初速度v0豎直向上拋出,設空氣阻力大小恒為f,并作用在物體上,使物體從靜止開始運動,經時間t到達最高點,求:
(1)物體上升到最高點時的動能;
(2)物體上升過程中克服空氣阻力所做的功;
(3)物體落地時的機械能。
答案:
(1)物體上升到最高點時的動能:$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2}$
(2)物體上升過程中克服空氣阻力所做的功:$W = fh$
(3)物體落地時的機械能:$E = E_{k} + W_{f}$
解析:
(1)物體在運動過程中受到重力、空氣阻力和地面支持力作用。根據動能定理可得:$mgh + W_{f} = E_{k}$,其中$W_{f}$為空氣阻力對物體所做的功,$E_{k}$為物體上升到最高點時的動能。代入已知量可得:$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2}$。
(2)物體上升過程中受到重力、空氣阻力和地面支持力作用,根據功的計算公式可得:$W_{f} = - \frac{1}{2}mv^{2} - mgh$。因此,物體上升過程中克服空氣阻力所做的功為$fh$。
(3)物體在運動過程中機械能守恒,根據機械能守恒定律可得:$E = E_{k} + W_{f} + mgh$。代入已知量可得:$E = \frac{1}{2}mv^{2} + fh + mgh$。因此,物體落地時的機械能為$E = \frac{1}{2}mv^{2} + fh + mgh$。
總結:本題考查了動能定理、功的計算公式和機械能守恒定律的應用,需要掌握這些基本概念和公式才能正確解題。同時需要注意空氣阻力做負功,克服阻力做功等于阻力做功的大小。