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考題:一個物體在斜面頂端由靜止開始下滑,已知斜面長為L,物體在斜面頂端時的動能Eka=100J,斜面的機械效率為80%,求滑到底端時的動能Ekb。
解答:首先,我們需要根據題意列出物理量的關系式。
初始狀態:物體在斜面頂端,具有動能Eka和重力勢能。
已知量:斜面長L,斜面的機械效率為80%。
我們需要求解的物理量:滑到底端時的動能Ekb。
Eka = Ekb + ΔEp
其中ΔEp表示重力勢能的變化量。
W有 = 80% × W總
其中W總表示總功,即重力對物體所做的功。
接下來,我們需要求解重力對物體所做的功。根據斜面長度L和物體的初始位置,我們可以得到重力對物體所做的功為:
W總 = mghL
其中m是物體的質量,g是重力加速度。
將上述關系式代入能量守恒定律的關系式中,我們得到:
Eka = Ekb + 80% × (mghL) + ΔEp
由于物體在斜面頂端由靜止開始下滑,因此初始狀態的重力勢能為零。所以,ΔEp = 0。將上述關系式代入Eka = 100J中,我們得到:
Eka = 100J = Ekb + 80% × (mghL)
接下來,我們就可以求解滑到底端時的動能Ekb了。將上述關系式變形得到:
Ekb = 100J - 80% × (mghL) = 20J
所以,滑到底端時的動能Ekb為20J。
希望這個例子能幫助你理解如何過濾掉不相關的信息并求解物理問題。