高三物理情景圖和時(shí)空關(guān)系主要包括以下幾種:
1. 勻速直線運(yùn)動情景:這是最常見的時(shí)空關(guān)系,在勻速直線運(yùn)動情景中,物體的速度和時(shí)間之間的關(guān)系是線性的。
2. 變速運(yùn)動情景:在變速運(yùn)動情景中,由于存在加速度,所以時(shí)空關(guān)系不再是線性的。
3. 曲線運(yùn)動情景:在曲線運(yùn)動情景中,由于物體受到的合外力和速度方向不在同一直線上,因此會產(chǎn)生加速度,時(shí)空關(guān)系也變得復(fù)雜。
4. 彈性碰撞情景:這是一種特殊的運(yùn)動情景,物體在碰撞后會繼續(xù)分離,并且滿足一定的速度交換條件。
5. 彈簧振子情景:彈簧振子是一種簡諧運(yùn)動,具有明顯的周期性。
6. 單擺情景:單擺運(yùn)動是一種周期性運(yùn)動,其周期只與重力加速度和擺球的長度有關(guān),與擺球的質(zhì)量無關(guān)。
7. 帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動情景:帶電粒子在電磁場中會受到電場力和洛倫茲力的作用,這種運(yùn)動具有復(fù)雜性和多樣性。
以上是高三物理中常見的幾種情景和時(shí)空關(guān)系,這些情景和時(shí)空關(guān)系需要學(xué)生通過大量的練習(xí)和思考來理解和掌握。同時(shí),也要注意理解這些情景的本質(zhì)和特點(diǎn),以及它們在不同條件下的變化。
題目:一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在距地面 H 高處由靜止釋放,不計(jì)空氣阻力,小球與地面碰撞過程中損失能量為 Δ E ,小球與地面碰撞后反彈的高度為 H/2,求小球與地面碰撞過程中動量損失的大小。
情景圖分析:
1. 小球從高處自由落體,經(jīng)歷重力勢能變化和動能變化的過程。
2. 小球與地面碰撞時(shí),會發(fā)生能量損失和動量變化的過程。
3. 小球反彈后,再次經(jīng)歷重力勢能和動能的變化過程。
時(shí)空關(guān)系:
1. 小球從高處自由落體,高度逐漸減小,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
2. 小球與地面碰撞時(shí),由于能量損失,動能減少,同時(shí)動量也發(fā)生變化。
3. 小球反彈后,高度增加,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
解題過程:
(1) 初始狀態(tài):小球在 H 高處自由落體,速度為 0。
(2) 碰撞過程:小球與地面碰撞,動量發(fā)生變化,同時(shí)能量損失 Δ E。
(3) 反彈過程:小球反彈到 H/2 高處,速度相對于初始狀態(tài)減小。
(4) 初始狀態(tài):小球的重力勢能為 HJ,動能為 0J。
(5) 碰撞過程:小球損失能量 Δ EJ,同時(shí)動量變化為 Δ PJ。
(6) 反彈過程:小球的重力勢能變?yōu)?(H/2)J,動能變?yōu)?(Δ EJ + Δ E)。
(7) 碰撞過程:地面對小球的沖量為 Δ PJ' = Δ PJ - mHgΔ t。
(8) 初始狀態(tài):地面對小球的沖量為 0J'。
(9) 反彈過程:地面對小球的沖量為 Δ PJ'' = m(H/2)gΔ t - Δ PJ'。
解以上方程組可得:Δ PJ = mHgΔ t - mH/2gΔ t = mHgΔ t/2。因此,小球與地面碰撞過程中動量損失的大小為 mHgΔ t/2。