吉林高考物理考試科目包括:力 學、相互作用 、牛頓運動定律 、機械能 、萬有引力定律 、電場 、磁場 、電路分析 、帶電粒子在電場中的運動 、帶電粒子在磁場中的運動 、電磁感應 、交變電流 、傳感器等。
題目:一個質量為 m 的小球,在距離地面高度為 H 的位置以初速度 v 水平拋出,不計空氣阻力。求小球落地時的速度大小。
解析:小球在運動過程中只受到重力作用,因此可以將其運動分解為水平和豎直兩個方向。在水平方向上,小球做勻速直線運動,其運動時間為 t = \frac{x}{v};在豎直方向上,小球做自由落體運動,其運動時間為 h = \frac{1}{2}gt^{2}。
根據機械能守恒定律,小球落地時的速度大小為 v_{合} = \sqrt{v^{2} + v_{y}^{2}},其中 v_{y} 為豎直方向上的速度。
v_{合}^{2} = v^{2} + (mgH) + \frac{1}{2}mg^{2}t^{2}
其中 t = \frac{H}{v_{合}},代入可得:
v_{合}^{2} = v^{2} + (mgH) + \frac{1}{2}mg^{2}(\frac{H}{v_{合}})^{2}
化簡可得:v_{合}^{2} - v^{2} = (mgH) + \frac{1}{2}mg^{2}(H/v_{合})
兩邊同時乘以 \frac{v_{合}^{2}}{2} 并化簡可得:
v_{合}^{4} - 3v_{合}^{2}v^{2} - 4mgHv_{合}^{2} = 0
解得:v_{合}^{2} = \frac{3}{4}v^{2} + \frac{4mgH}{v_{合}} 或 v_{合}^{2} = \frac{3}{4}v^{2} - \frac{4mgH}{v_{合}}
因此,小球落地時的速度大小為 \sqrt{\frac{3}{4}v^{2} + \frac{4mgH}{v_{合}}} 或 \sqrt{\frac{3}{4}v^{2}} - \frac{4mgH}{v_{合}}。
答案:速度大小為 \sqrt{\frac{3}{4}v^{2}} 或 \sqrt{\frac{3}{4}v^{2}} + \frac{4mgH}{v_{合}}。
這道題目考察了學生對平拋運動和自由落體運動的理解,以及對機械能守恒定律的應用。通過這道題目,您可以了解高考物理的難度和題型,并做好相應的準備。