新高考物理包括物理學科和化學學科。
其中,物理是高校招生的重要依據,是文理科類專業的主要科目,學好物理對考生后續專業選擇和終身發展十分有利。而化學則是與生命科學、環境科學、材料科學、能源科學等學科有著緊密的聯系,有利于考生繼續深造學習。
因此,對于立志選擇理科的考生來說,選考物理和化學是進入高校學習的必備條件。
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題目:一個質量為$m$的小球,從高度為$H$的斜面頂端自由下滑,到達斜面底端時速度為$v$。已知斜面長為$L$,斜面的傾角為$\theta $,求小球在下滑過程中克服摩擦力所做的功。
解析:
1. 小球在下滑過程中,重力做正功,摩擦力做負功。我們需要根據動能定理列方程求解摩擦力做功。
2. 根據題意,小球從斜面頂端滑到底端的過程中,只有重力做功和摩擦力做功。根據動能定理,我們有:
$W_{G} + W_{f} = \Delta E_{k}$
其中,$W_{G}$表示重力做的功,$W_{f}$表示克服摩擦力所做的功,$\Delta E_{k}$表示動能的改變量。
解題過程:
1. 小球在下滑過程中,重力做正功,大小為:
$W_{G} = mgh = mgH$
2. 小球在斜面上運動時受到重力、支持力和摩擦力三個力的作用。其中支持力垂直于斜面向上,與運動方向垂直,不做功。而摩擦力沿斜面向上,所以摩擦力做負功,大小為:
$W_{f} = - fL = - \mu mg \cos\theta L$
3. 小球從斜面頂端滑到底端的過程中,速度從$v$增加到零,所以動能的改變量為零。根據動能定理,我們有:
$mgH - \mu mg \cos\theta L = 0$
4. 綜上所述,小球在下滑過程中克服摩擦力所做的功為:
$W_{f} = - \mu mg \cos\theta L = - \mu mg \frac{H}{cos\theta}L$
答案:小球在下滑過程中克服摩擦力所做的功為$- \mu mg \frac{H}{cos\theta}L$。