全國(guó)高中物理競(jìng)賽金牌的獲得者名單可能因年份和主辦單位而有所不同,以下列舉部分金牌獲得者:
1. 2019年:李昊臻、張瑞軒、張博遠(yuǎn)、劉博洋、張曉倫、李沛然、李子祺、劉博浩。
2. 2022年:金牌選手分別是來自山東師大附中、南京師范大學(xué)附屬中學(xué)、華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)、湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)、深圳中學(xué)、天津南開中學(xué)、北京師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)的7位同學(xué)。
以上信息僅供參考,可以查閱相關(guān)的獲獎(jiǎng)名單或者新聞報(bào)道獲取更多信息。
題目:一個(gè)質(zhì)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(jì)空氣阻力。求小球落地時(shí)的動(dòng)能。
解析:
小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功,因此機(jī)械能守恒。根據(jù)機(jī)械能守恒定律,可得到小球落地時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式為:
E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh
其中 m 是小球的質(zhì)量,v 是小球拋出時(shí)的速度,h 是小球下落的高度。
為了求解這個(gè)問題,我們需要使用積分或者微積分的知識(shí)。但是,這個(gè)問題也可以使用一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)技巧來解決。
解法:
1. 假設(shè)小球落地時(shí)的動(dòng)能是 E,那么根據(jù)上面的表達(dá)式,我們有 E = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh。
2. 由于小球在運(yùn)動(dòng)過程中只受到重力的作用,因此我們可以將重力對(duì)小球的作用分解為垂直方向和平行方向兩個(gè)方向。在垂直方向上,小球受到的重力勢(shì)能可以忽略不計(jì)。因此,我們可以將上式簡(jiǎn)化為 E = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh = \frac{1}{2}m(v^{2} + gH)^{2}。
3. 由于小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),因此它的速度可以表示為 v = v_{0}cos\theta,其中 v_{0} 是小球拋出時(shí)的速度,θ是小球與水平方向的夾角。因此,上式可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為 E = \frac{1}{2}m(v_{0}^{2}\cos^{2}\theta + gH)^{2}。
4. 由于 θ很小,因此我們可以近似認(rèn)為 cos\theta = \theta,這樣就可以得到 E \approx \frac{1}{2}m(v_{0}^{2} + gH)^{2}。
結(jié)論:小球落地時(shí)的動(dòng)能大約為 \frac{1}{2}m(v_{0}^{2} + gH)^{2}。這個(gè)結(jié)論適用于大多數(shù)情況,但是具體數(shù)值可能會(huì)因?yàn)榭諝庾枇Α⑿∏虻馁|(zhì)量等因素而略有不同。
這道題目考察了高中物理中的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律,需要學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)技巧和計(jì)算能力。不過,通過這道題目,學(xué)生可以更好地理解物理規(guī)律和數(shù)學(xué)方法之間的關(guān)系,提高自己的物理和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。