高三物理涉及的科學家包括:
1. 牛頓:力學理論體系的集大成者,萬有引力、牛頓運動定律等等。
2. 伽利略:運動學和落體學的研究者,他的一些實驗和理論為現代物理學打下了基礎。
3. 庫倫:發現了庫倫定律,用來計算兩個點電荷之間的作用力。
4. 安培:電流與磁場關系的發現者,提出了安培定則。
5. 法拉第:電磁感應理論的提出者,發現了電磁感應現象。
6. 焦耳:電流熱效應的發現者,后來人們根據這一發現制成了各種電熱器。
7. 楞次:楞次定律的提出者,用來判斷感應電流的方向。
以上就是部分高三物理涉及的科學家,如果您還有時間可以查閱相關教輔資料。
例題:牛頓運動定律在經典力學中的應用
【問題】
一個質量為$m$的小球在光滑的水平面上以速度$v_{0}$勻速運動,與一個豎直墻壁發生碰撞,碰撞時間為$\Delta t$。假設小球每次與墻壁碰撞后,速度方向都反向,且速度大小與碰撞前相同。求小球從開始運動到停止運動的過程中,經過的路程和位移。
【分析】
首先,我們需要明確牛頓運動定律在這個問題中的具體應用。牛頓第一定律告訴我們,物體在沒有外力作用的情況下會保持靜止或勻速直線運動。在這個問題中,小球在水平面上運動,沒有受到外力作用,因此會一直勻速運動下去。
接下來,我們需要考慮小球與墻壁碰撞的過程。由于碰撞時間極短,我們可以忽略空氣阻力的影響,只考慮碰撞前后小球的動量變化。根據牛頓第二定律,我們可以列出動量方程:
$\Delta p = m \Delta v$
其中$\Delta p$表示動量的變化量,$m$表示小球的質量,$\Delta v$表示速度的變化量。由于小球每次碰撞后速度方向都反向,且速度大小與碰撞前相同,所以我們可以得到:
$\Delta v = - 2v_{0}$
其中負號表示速度方向與原來相反。
根據動量方程,我們可以得到:
$m \Delta v = m \Delta v_{0} = - 2mv_{0}$
其中$\Delta v_{0}$表示碰撞后的速度變化量。由于碰撞前后小球的速度大小不變,所以有:
$v_{0} = \frac{v_{0}}{2}$
接下來我們就可以根據牛頓運動定律和動量方程求解問題了。
【解答】
首先,小球在水平面上的路程可以通過位移和時間的乘積得出:
路程 = 位移 = $\frac{v_{0}}{2} \cdot \frac{v_{0}}{2} \cdot \Delta t \cdot n$
其中n表示小球碰撞的次數。由于小球每次與墻壁碰撞后速度方向都反向,所以需要乘以-1來抵消速度方向的改變。
接下來我們考慮位移。由于小球在碰撞過程中一直做勻速直線運動,所以位移可以通過速度乘以時間得出:
位移 = $v_{0} \cdot \Delta t$
由于碰撞前后小球的速度大小不變,所以位移的大小等于碰撞前后的速度之差乘以時間。
最后,將路程和位移相加即可得到總路程和總位移。總路程為:
總路程 = $\frac{v_{0}}{2} \cdot \frac{v_{0}}{2} \cdot (\Delta t + \Delta t + ... + \Delta t) \cdot n$
總位移為:總位移 = $v_{0} \cdot (\Delta t + 2\Delta t + 3\Delta t + ... + n\Delta t)$
當n趨近于無窮大時,總路程趨近于零,因為小球最終會停止運動。而總位移則等于小球在水平面上的初始速度乘以時間。這個結果符合我們的預期,因為小球在水平面上做勻速直線運動,最終會停止下來。