高考物理中的能量主要包括以下幾種:
1. 動能:物體由于運動而具有的能量。它與物體的質量和速度有關。
2. 勢能:物體因位置或彈性形變而具有的能量。它包括重力勢能和彈性勢能。
3. 內能:物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子相互作用的勢能的總和。在理想情況下,內能隨溫度的單值增加。
4. 機械能:包括動能和勢能的總和。在考慮機械能時,必須考慮物體的質量、速度、位置和彈性等因素。
5. 熱能:分子熱運動的能量,也稱為分子動能。這是由于物體內部分子無規則運動而產生的能量。
6. 光能:光子具有的能量,它可以由普朗克常數和光的頻率計算得出。
請注意,這些只是高中物理中涉及的主要能量形式。實際上,物理中討論的能量形式要豐富得多。
題目:一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N、方向與水平面成30度角的拉力作用,物體由靜止開始運動。已知物體與地面間的動摩擦因數為0.2,求:
(1)物體所受的滑動摩擦力的大??;
(2)物體在拉力作用下經過多長時間速度達到最大;
(3)物體在拉力作用下運動的位移大小。
【分析】
(1)物體受到重力、支持力、拉力和滑動摩擦力的作用,根據力的合成可求得滑動摩擦力的大小。
(2)物體在拉力作用下做加速度逐漸減小的加速運動,當加速度減小到零時速度達到最大,此時速度最大,根據牛頓第二定律可求得加速度的大小和時間。
(3)根據運動學公式可求得物體在拉力作用下運動的位移大小。
【解答】
(1)根據力的合成可得,物體受到的滑動摩擦力大小為:
f = μF_{N} = 0.2 × (mg - F_{sin30}) = 7.6N
(2)物體在拉力作用下做加速度逐漸減小的加速運動,當加速度減小到零時速度達到最大。根據牛頓第二定律可得:
F_{合} = ma_{合} = F_{cos30} - f = 7.6 - 7.6 = 0
所以物體經過的時間為:t = \frac{v}{a} = \frac{7}{7.6}s \approx 0.93s
(3)物體在拉力作用下運動的位移大小為:x = \frac{1}{2}at^{2} = \frac{1}{2} × 7.6 × (0.93)^{2}m \approx 2.4m
通過以上例題,我們可以了解到如何應用能量守恒定律來解決高考物理中的能量問題。希望對你有所幫助!