以下是一些高三物理計算題難題:
1. 一質量為 m 的小球,在距離地面一定高度時,從靜止開始沿光滑的豎直桿自由下落,經過時間 t 后,到達地面。求小球落到地面時的動能。
2. 一質量為 m 的小球,在距地面一定高度時,從靜止開始沿光滑的水平軌道滑行,經過時間 t 后,到達另一水平軌道上的B點。已知小球在B點的速度大小為v,求小球在水平軌道上滑行的距離。
3. 一質量為 m 的小球,在光滑的水平面上以速度 v 運動,與豎直墻壁發生碰撞,并立即停止運動。設小球與墻壁碰撞的時間極短,求小球在運動過程中受到的沖量大小。
4. 一質量為 m 的小球,在光滑的水平面上以速度 v 運動,與豎直墻壁發生碰撞,并獲得反彈力。設小球與墻壁碰撞的過程中機械能無損失,求小球在運動過程中受到的平均沖力的大小。
5. 一質量為 m 的小球,在光滑的水平面上以速度 v 運動,與一個輕彈簧相碰后被反彈。已知彈簧被壓縮至最短時,其彈性勢能為 E k ,求小球在運動過程中受到的最大沖量的大小。
這些題目都是具有一定難度的物理計算題,需要學生具備一定的物理思維和計算能力。解題時需要注意受力分析和運動過程的分析,以及運用動能定理、動量定理等物理規律進行求解。
題目:
一個質量為 m 的小球,在光滑的水平面上以速度 v 撞上一個靜止在地面上的質量為 2m 的大球。大球的質量較大,所以變形較大。在小球和大球碰撞后,大球的速度是多少?
分析:
這個題目涉及到動量守恒定律和能量守恒定律的應用。在碰撞過程中,兩個物體的動量在相互作用后應該相等,而能量損失則是由大球的變形引起的。
解答:
根據動量守恒定律,在小球和大球碰撞前后的過程中,它們的總動量保持不變。設小球和大球碰撞后的速度分別為 v1 和 v2,則有:
mv = (m + 2m)v1
mv = mv2
根據能量守恒定律,碰撞過程中能量的損失可以表示為大球的變形所釋放的能量。設大球變形前的形狀為球形,變形后的形狀為圓柱形,則有:
ΔE = 1/2 × 2m × v22 - 0
聯立以上各式可得:
v2 = 0.5v
所以,大球的速度為 v2 = 0.5v。
注意:這個題目是一個較為復雜的物理問題,需要考慮到碰撞過程中的多種因素,包括動量守恒定律、能量守恒定律以及物體變形等。在實際解題過程中,還需要注意解題步驟的規范性和準確性。