高三物理選修三主要包括《3-3》選修模塊,這個模塊主要講的是機械振動和機械波,包括簡諧運動、波的形成和傳播、波的圖象、波的衍射和直線傳播、多普勒效應等內容。
高三物理選修三的一個例題是:
題目:一質量為 m 的小球,在距地面高為 h 處以初速度 v0 沿桌面水平拋出,恰好垂直地飛出桌面,落在離桌面邊緣水平距離為 L 的 P 點。已知小球落地點到桌面的垂直距離為 H,重力加速度為 g。求:
(1)小球離開桌面時的動能;
(2)小球離開桌面時的重力勢能;
(3)小球從開始拋出到落地的過程中機械能是如何變化的?
解析:
(1)小球離開桌面時的動能等于小球拋出時的動能和小球在運動過程中由于摩擦阻力而損失的機械能的總和。根據機械能守恒定律,小球離開桌面時的動能等于初始動能和勢能的增量,即:
E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh_{0}
其中,h_{0} 是小球離開桌面時的豎直高度。
(2)小球離開桌面時的重力勢能等于小球的重力乘以小球離開桌面時的豎直高度,即:
E_{p} = mgh_{0}
(3)小球從開始拋出到落地的過程中機械能的變化量為零。因為小球在運動過程中只受到重力的作用,而重力做功為零,所以機械能守恒。初始時,小球的機械能為E_{k0} = \frac{1}{2}mv^{2};落地時,小球的機械能為E_{kL} = 0。因此,整個過程中小球的機械能沒有發生變化。
答案:(1)E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh_{0} (2)E_{p} = mgh_{0} (3)機械能守恒,整個過程中小球的機械能沒有發生變化。
這個例題主要考察了高中物理中的能量守恒定律和機械能守恒定律的應用。通過這個例題,學生可以更好地理解能量守恒定律和機械能守恒定律在物理中的應用,并加深對高中物理知識的理解。