鄲城一高高三物理包括了質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)、相互作用與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng) 波 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波、動(dòng)量守恒定律、電場(chǎng)、恒定電流、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、光的干涉、光的衍射和光的偏振、波粒二象性等章節(jié)內(nèi)容。
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題目:
【高三物理】一質(zhì)量為m的小球從高為H處自由下落,進(jìn)入半徑為R的圓形軌道,求小球在軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做的功。
解析:
1. 小球從高為H處自由下落,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,可求得小球進(jìn)入軌道時(shí)的速度。
2. 小球在圓形軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí),需要克服重力做功和摩擦阻力做功。
3. 摩擦阻力做的功可以根據(jù)動(dòng)能定理求得。
解題:
初始機(jī)械能:E = mgH
根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小球進(jìn)入軌道時(shí)的速度為:
v = sqrt(2gH)
小球在圓形軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí),需要克服重力做功和摩擦阻力做功。根據(jù)動(dòng)能定理,有:
- Wg - Wf = 0 - E
其中,Wg為小球克服重力做的功,Wf為小球克服阻力做的功。
由于阻力與速度的平方成正比,因此阻力做的功可以表示為:
Wf = - (1/2)mv^2 = - (mgR)^2/2m = - (mgR)^2/2
將上述公式代入動(dòng)能定理中,可得:
- (mgH + (mgR)^2/2) = 0 - E
化簡可得:
Wf = (mgR)^2/6gH
因此,小球在圓形軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做的功為:(mgR)^2/6gH。