高考物理的選修3-5包括原子結構、原子核兩個模塊。具體涉及的內容會根據不同版本教材有所變化。
如人教版3-5選修部分包括:核力與結合能;動量守恒定律;碰撞;能量守恒和轉化定律及其應用;近代物理初步波粒二象性;原子和原子核的組成;衰變;能級等。
請注意,這些都只是可能考查的內容,具體高考時會考哪些內容,還請關注高考真題。
題目:一個質量為$m$的小球從高度為$H$的平臺上以速度$v_{0}$水平拋出,與地面發生碰撞后反彈的高度為$h$。假設小球在運動過程中所受的空氣阻力大小恒為f,求小球在運動過程中損失的機械能。
分析:小球在運動過程中受到重力、空氣阻力和地面彈力三個力的作用。根據動量守恒定律,小球在碰撞前后的動量應該保持不變。同時,根據能量守恒定律,小球損失的機械能等于克服空氣阻力所做的功。
解:根據動量守恒定律,小球在碰撞前后的動量應該保持不變,即:
$mv_{0} = m\mathbf{\cdot}v_{1} + m\mathbf{\cdot}v_{2}$
其中,$v_{1}$表示小球反彈后的速度,$v_{2}$表示小球反彈后的速度方向與水平方向的夾角。
根據能量守恒定律,小球損失的機械能等于克服空氣阻力所做的功,即:
$\Delta E = \frac{1}{2}mv_{0}^{2} - \frac{1}{2}mv_{1}^{2} - \frac{f(H + h)}{m}$
其中,$f$表示空氣阻力的大小。
將上述兩式聯立,可得:
$\Delta E = \frac{f(H + h)}{m}$
因此,小球在運動過程中損失的機械能為$\frac{f(H + h)}{m}$。