高考物理萬能公式包括動(dòng)能定理,動(dòng)量定理,機(jī)械能守恒定律,功能原理,速度位移公式,動(dòng)能定理,動(dòng)量定理,微積分等公式。
具體來說:
1. 動(dòng)能定理:合力做功等于物體動(dòng)能的變化。
2. 動(dòng)量定理:動(dòng)量的變化量等于物體所受外力的合力與時(shí)間的乘積。
3. 機(jī)械能守恒定律:在只有重力或彈力做功的物理系統(tǒng),動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。
4. 功能原理:在一個(gè)或者多個(gè)力作用下,物體沿著某一方向運(yùn)動(dòng),若力所做的總功與物體動(dòng)能的增加或重力勢(shì)能的減少相等,那么這個(gè)過程中除了有動(dòng)能和重力勢(shì)能之外必然還有其它形式的能參與轉(zhuǎn)化。
5. 速度位移公式:v2 = v02 + 2ax,該公式可以用來求自由落體運(yùn)動(dòng)或者豎直上拋運(yùn)動(dòng)。
6. 動(dòng)量定理在求解高考物理壓軸題時(shí),常常和動(dòng)能定理、動(dòng)量、動(dòng)量定理、圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)結(jié)合起來使用。
7. 微積分在物理中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在速度、加速度、位移、功以及沖量等方面。
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例題:一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在距地面 H 高處被以初速度 v 水平拋出,小球落到地面的速度為 v1,小球從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)水平距離為 s,重力加速度為 g。求小球拋出時(shí)小球動(dòng)能。
分析:要解決本題,需要應(yīng)用動(dòng)能定理,首先需要確定各個(gè)力做功的問題。小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功,因此可以利用動(dòng)能定理求解小球拋出時(shí)的動(dòng)能。
解:小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功,因此小球機(jī)械能守恒。選取拋出點(diǎn)為零勢(shì)能面,則拋出時(shí)的動(dòng)能等于機(jī)械能。
選取拋出點(diǎn)為原點(diǎn),豎直向下為y軸正方向,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:
E_{k0} = E_{k} + mgh = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh
其中,E_{k0}是小球拋出時(shí)的動(dòng)能;E_{k}是小球落地時(shí)的動(dòng)能;h是地面相對(duì)于拋出點(diǎn)的豎直高度;v是拋出時(shí)的速度;mg是重力加速度。
又因?yàn)槁涞貢r(shí)速度可以分解為水平分量和豎直分量,其中水平分量的速度為v1,則有:
v_{y} = \sqrt{v^{2} - v_{x}^{2}} = \sqrt{v^{2} - s^{2}/s^{2}}
落地時(shí)小球動(dòng)能為:
E_{k} = \frac{1}{2}mv_{y}^{2} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}m{v_{x}}^{2} = \frac{1}{2}mv^{2}\sqrt{1 + \frac{s^{2}}{v^{2}}}
所以,小球拋出時(shí)的動(dòng)能為:E_{k0} = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh + \frac{1}{2}mv_{x}^{2} = \frac{1}{2}mv^{2}\sqrt{1 + \frac{s^{2}}{v^{2}}} + mgh