暫無揚(yáng)州市高三物理三模的全部?jī)?nèi)容,只能提供部分科目的考試時(shí)間如下:
3月26日 上午8:30-10:30語文,下午2:30-4:00數(shù)學(xué)。
3月27日 上午8:30-10:30物理。
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題目:
【題目描述】
一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在光滑的水平桌面上以初速度 v0 拋出,落在豎直放置的彈簧上并被彈起。已知彈簧的勁度系數(shù)為 k,小球被彈起到離地面高度 h 的過程中,重力做功為 Wg,彈簧的彈性勢(shì)能為 Ep。
【問題】
在小球被彈起的過程中,重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化情況如何?請(qǐng)列出表達(dá)式并說明。
【分析】
小球在運(yùn)動(dòng)過程中,受到重力和彈簧的彈力(支持力)。由于小球在水平桌面上運(yùn)動(dòng),所以小球受到的重力做功可以表示為:
Wg = mgh
而彈簧的彈性勢(shì)能可以表示為:
Ep = 1/2 k x2
其中 x 是彈簧的形變量。
【解答】
在小球被彈起的過程中,重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化情況可以表示為:
重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能:當(dāng)小球下降到最低點(diǎn)時(shí),重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。表達(dá)式為:
Ep = Wg = mgh
彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能:當(dāng)小球被彈起并上升到最高點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能。表達(dá)式為:
Ep = 1/2 k x2 = 1/2 mv2 + mgh
其中 v 是小球的末速度。
綜上所述,在小球被彈起的過程中,重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化,最終小球的機(jī)械能守恒。