高考2021河南物理的考試內容主要包括運動學、牛頓運動定律、動量、功和能量、萬有引力、機械振動和機械波、電場和磁場、電路、電磁感應等。
不過,考試內容會根據題型有所不同,也可能會有超綱內容,具體以官方發布的通知為準。
例題:
【題目】一個質量為m的物體,從傾角為θ的斜面頂端由靜止開始下滑,已知斜面是光滑的,到達底端時速度為v,求物體到達斜面底端時,重力做功的瞬時功率和平均功率。
【答案】
重力做功的瞬時功率:$P_{G} = mgv\sin\theta$
重力做功的平均功率:$P_{G} = \frac{mgv^{2}}{2\sin\theta}$
【解析】
物體在光滑斜面上運動時,受到重力、支持力和摩擦力。由于斜面光滑,所以摩擦力為零。物體在重力作用下做初速度為零的勻加速直線運動,根據運動學公式可求得物體到達斜面底端時的速度。
重力做功的瞬時功率可以根據瞬時功率的公式$P = Fv\cos\theta$來計算,其中$F$為重力,$v$為物體到達斜面底端時的瞬時速度。由于物體在斜面上運動時受到重力的方向與運動方向垂直,所以$\cos\theta = \sin\theta$。因此,重力做功的瞬時功率為$P_{G} = mgv\sin\theta$。
重力做功的平均功率可以根據平均功率的公式$P = \frac{W}{t}$來計算,其中$W$為重力做的功,$t$為物體到達斜面底端所用的時間。由于物體在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動,所以到達斜面底端所用的時間為$t = \frac{v}{\sin\theta}$。因此,重力做功的平均功率為$P_{G} = \frac{mgv^{2}}{2\sin\theta}$。
【答案解析】
根據上述解析,可以得出答案:重力做功的瞬時功率為$P_{G} = mgv\sin\theta$;重力做功的平均功率為$P_{G} = \frac{mgv^{2}}{2\sin\theta}$。