高三物理運動學主要包括以下內容:
1. 慣性:物體的質量對速度改變的反應,即物體在受外力前后的慣性不變。
2. 加速度:描述物體速度改變的物理量。
3. 勻變速直線運動:加速度保持不變的直線運動。
4. 自由落體運動:初速度為零,只受重力作用,且重力加速度隨高度均勻減少的運動。
5. 勻變速運動:加速度保持不變的運動。
6. 位移:物體位置變化的距離。
7. 勻速圓周運動:線速度大小不變,方向不斷改變的圓周運動。
8. 曲線運動:物體運動軌跡為曲線的運動。
以上是高中物理運動學的一些基本概念,具體包括位移、速度、加速度、時間、距離、角度等,以及這些概念在勻變速運動、自由落體運動、勻速圓周運動和曲線運動等具體情境下的應用。
問題:一物體從高為H的斜面頂端由靜止開始滑下,滑到底端時的速度為v,然后又沿同一斜面上升。已知上升時的加速度為下滑時加速度的一半,求此物體在上升時的高度h。
【分析】
首先,我們需要理解題目中的物理過程,并列出相應的運動學公式。
物體在下滑時做初速度為零的勻加速直線運動,加速度為a1,則有:
v2 = 2a1H
物體在上升時做初速度為v的勻減速直線運動,加速度為a2 = a1/2,則有:
v’ = v - a2t
其中,t為上升時間,由公式可得:
t = (v - v’)/a2
將v’代入上式可得:
t = (v/2) - (v/4) = (v/4)
物體在斜面上運動的總時間為:
t總 = t + 上升時間 = (v/4) + (v/4) = v/2
物體在斜面上運動的位移為:
s = (1/2)a1t總2 = (1/2)(a1/2)(v2/4a1)2 = v2/(8a1)
由于物體在斜面上運動了兩次,所以需要減去第一次下滑時的位移:
s’ = s - H = v2/(8a1) - H
物體在上升時的位移h可以通過將s代入公式h = v2/(2g)來求解。
【解答】
解得:h = v2/(2g) - H/2 = (v2 - H2)/2g
所以,物體在上升時的高度為(v2 - H2)/2g。