物理高考力學大題主要包括以下幾種類型:
1. 連接體問題:這類問題通常涉及到多個物體之間的相互作用力和運動關(guān)系,需要應(yīng)用牛頓運動定律和運動學公式進行求解。
2. 彈簧類問題:這類問題通常涉及到彈簧的拉伸或壓縮,需要應(yīng)用胡克定律和運動學公式進行求解。
3. 圓周運動問題:這類問題涉及到物體在圓周軌道上的運動,需要應(yīng)用牛頓運動定律、圓周運動規(guī)律和運動學公式進行求解。
4. 摩擦力問題:這類問題涉及到物體在摩擦力作用下的運動,需要應(yīng)用牛頓運動定律和摩擦力公式進行求解。
5. 碰撞問題:這類問題涉及到物體之間的碰撞,需要應(yīng)用動量守恒定律和能量守恒定律進行求解。
總之,物理高考力學大題主要涉及到力學基本概念、牛頓運動定律、運動學公式、胡克定律、圓周運動規(guī)律、摩擦力公式和動量守恒定律等多個知識點,需要考生全面掌握。
題目:
一個質(zhì)量為$m$的小球,在光滑的水平面上以速度$v$勻速運動。此時,小球撞到墻上并反彈,反彈后的速度大小變?yōu)樵瓉淼膬杀?。試求小球與墻碰撞過程中彈力對小球做的功。
分析:
1. 小球在碰撞前后的運動狀態(tài)是已知的,我們可以根據(jù)動量守恒定律來求解碰撞前后的速度。
解答:
根據(jù)動量守恒定律,碰撞前后的速度分別為:
碰撞前:$v \times t = (mv)$
碰撞后:$(2v) \times t = (2mv) - (mv)$
其中t為時間。
由于碰撞前后動能之比為1:2,所以碰撞前后動能分別為:
碰撞前:$E_{k1} = \frac{1}{2}mv^{2}$
碰撞后:$E_{k2} = \frac{1}{2} \times 4mv^{2}$
由于彈力對小球做功的過程是短暫的,所以我們可以將這個過程視為一個微元過程,即微元過程可以表示為:$dW = F \cdot dx$,其中F為彈力,dx為微元位移。
由于碰撞前后小球的動能之比為1:2,所以彈力對小球做的總功為:
$W = \frac{E_{k2} - E_{k1}}{2} = \frac{mv^{2}}{4}$
其中彈力的大小可以根據(jù)牛頓第二定律求得:$F = ma = m \times \frac{v^{2}}{t}$,其中a為加速度。
因此,彈力對小球做的功為:$W = F \cdot x \cdot t = m \cdot v^{2} \cdot t \cdot t = mv^{3}$。
答案:彈力對小球做的功為$\frac{mv^{3}}{4}$。