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題目:
【題目描述】
一個質量為m的小球,從高度為h處自由下落,經過時間t到達地面。求小球到達地面的速度大小。
【解題思路】
小球自由下落過程中,受到重力作用,重力做功導致小球的速度不斷增加。根據動量定理,重力對小球的沖量等于小球動量的變化。
【答案】
根據自由落體運動規律,有
$h = \frac{1}{2}gt^{2}$
小球到達地面時的速度大小為
$v = gt$
根據動量定理,有
$Ft = \Delta p$
其中,F為重力對小球的沖量,方向向下;Δp為小球動量的變化,方向向下。由于小球只受到重力作用,所以重力對小球的沖量等于小球的動量變化。
將上述公式代入可得
$mg \times t = m \times v$
解得
$v = \sqrt{2gh}$
【例題解析】
本題是一道簡單的運動學題目,主要考察了自由落體運動規律和動量定理的應用。通過分析題目中的已知量和所求量,我們可以列出相應的公式進行求解。在解題過程中,需要注意重力對小球的沖量方向和動量變化的方向是一致的。