高三物理物體運動主要包括以下幾種類型:
1. 勻變速直線運動:例如自由落體運動、勻變速直線運動等,這類運動的特點是加速度不變,速度隨時間均勻變化。
2. 勻速圓周運動:物體受到一個大小不變、方向始終指向圓心的合外力,因此線速度的方向也是時刻在變化的。
3. 拋體運動:物體在重力作用下的直線運動或曲線運動,例如平拋運動和斜拋運動。平拋運動可以分解為在水平和豎直方向上的兩個分運動。
4. 簡諧振動:物體在一定時間內來回兩次通過同一位置所對應的位置,即物體在一個周期內所經過的路程不一定是無限小。
5. 彈性碰撞:在理想情況下,即碰撞前后物體的動量守恒、機械能守恒。
6. 非彈性碰撞:在非彈性碰撞中,由于物體間的相互作用力——摩擦力很大,所以系統機械能有一部分轉化為熱能而損失。
這些物體運動類型在高三物理中占據重要地位,是高考的重點和難點之一。
問題:一物體在水平地面上做直線運動,受到恒定阻力f的作用而減速運動,已知物體的質量為m,初速度為v_{0},阻力為f。求物體運動t秒后的速度v。
解答:
物體受到重力、支持力、摩擦力和初速度,因此物體的運動學方程為:
v = v_{0} - at + f_{阻}t
其中a是加速度,由牛頓第二定律可得:
a = \frac{f}{m}
將a代入運動方程中,得到:
v = v_{0} - \frac{f}{m}t + f_{阻}t = v_{0} - \frac{f}{m}(t - t_{阻})
其中t_{阻}是物體受到阻力后的時間,即t_{阻} = \frac{v_{0}}{f}。
當物體停止運動時,速度為零,即v = 0。此時t = \frac{v_{0}}{a},代入前面的公式中,得到:
t_{阻} = \frac{v_{0}}{f},t = \frac{v_{0}}{a} = \frac{v_{0}}{\frac{f}{m}} = \frac{mv_{0}}{f}
所以物體運動t秒后的速度v = v_{0} - \frac{mv_{0}}{m}(t - t_{阻}) = v_{0} - \frac{mv_{0}}{m}(\frac{mv_{0}}{f} - \frac{v_{0}}{f}) = v_{0} - \frac{mv^{2}}{f}。
總結:這是一個簡單的直線運動問題,通過運動學方程和牛頓第二定律求解物體的速度。需要注意的是,物體受到的阻力是一個恒定值,因此物體的運動是一個減速運動,最終會停止。