高三物理選修三主要包括《3-3》選修模塊,這個(gè)模塊主要講的是機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波,包括簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、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(yīng)等內(nèi)容。
高三物理選修三的一個(gè)例題是:
題目:一質(zhì)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(diǎn)。已知小球落地點(diǎn)到桌面的垂直距離為 H,重力加速度為 g。求:
(1)小球離開(kāi)桌面時(shí)的動(dòng)能;
(2)小球離開(kāi)桌面時(shí)的重力勢(shì)能;
(3)小球從開(kāi)始拋出到落地的過(guò)程中機(jī)械能是如何變化的?
解析:
(1)小球離開(kāi)桌面時(shí)的動(dòng)能等于小球拋出時(shí)的動(dòng)能和小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦阻力而損失的機(jī)械能的總和。根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小球離開(kāi)桌面時(shí)的動(dòng)能等于初始動(dòng)能和勢(shì)能的增量,即:
E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh_{0}
其中,h_{0} 是小球離開(kāi)桌面時(shí)的豎直高度。
(2)小球離開(kāi)桌面時(shí)的重力勢(shì)能等于小球的重力乘以小球離開(kāi)桌面時(shí)的豎直高度,即:
E_{p} = mgh_{0}
(3)小球從開(kāi)始拋出到落地的過(guò)程中機(jī)械能的變化量為零。因?yàn)樾∏蛟谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到重力的作用,而重力做功為零,所以機(jī)械能守恒。初始時(shí),小球的機(jī)械能為E_{k0} = \frac{1}{2}mv^{2};落地時(shí),小球的機(jī)械能為E_{kL} = 0。因此,整個(gè)過(guò)程中小球的機(jī)械能沒(méi)有發(fā)生變化。
答案:(1)E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh_{0} (2)E_{p} = mgh_{0} (3)機(jī)械能守恒,整個(gè)過(guò)程中小球的機(jī)械能沒(méi)有發(fā)生變化。
這個(gè)例題主要考察了高中物理中的能量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。通過(guò)這個(gè)例題,學(xué)生可以更好地理解能量守恒定律和機(jī)械能守恒定律在物理中的應(yīng)用,并加深對(duì)高中物理知識(shí)的理解。