2013年上海高考物理試卷包括以下部分:
1. 試題內容:試題涵蓋力、熱、電、光等部分,包括物理學的基礎知識(約70分)和應用知識(約30分)等。
2. 實驗內容:包括基本操作和設計實驗兩部分,主要考查考生對基本儀器的使用以及實驗原理、實驗設計、實驗數據處理等。
請注意,每年的高考物理試題可能會有所不同,具體請參考官方發布的信息。
題目:一質量為m的小球,從高度為h處自由下落,當其著地速度為多少時,才能完成一次“反彈”并恰好不跳出地面?忽略空氣阻力,重力加速度為g。
解答:
根據機械能守恒定律,小球下落和反彈過程能量相等。反彈過程受到地面彈力作用,因此需要分析彈力做功情況。
初始能量為:E0 = mgh
反彈后,小球速度為v,高度為h',則有:
E0 = E + Wf
其中E為反彈后的總能量,Wf為彈力做的功。由于小球恰好不跳出地面,因此反彈高度h'等于初始高度h。
E = 0.5mv^2 + mgh'
彈力做的功等于機械能的減少量,即:
Wf = E0 - E = mgh - 0.5mv^2
將E代入上式可得:
Wf = mgh - 0.5mv^2 = mg(h + h') = 2mgh
因此,反彈過程中小球受到的彈力大小為:F = Wf/s = 2mg
反彈過程中小球受到地面的支持力與重力平衡,因此反彈速度v滿足:mg = Fcosθ = 2mgcosθ
其中θ為彈力與水平地面的夾角。由于小球恰好不跳出地面,因此θ必須等于45度。此時彈力與重力大小相等,方向相反。
所以v = sqrt(2gh)
所以當小球反彈速度為sqrt(2gh)時,完成一次“反彈”并恰好不跳出地面。