全國高中物理競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、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、南京師范大學附屬中學、華中師范大學第一附屬中學、湖南師范大學附屬中學、深圳中學、天津南開中學、北京師范大學實驗中學的7位同學。
以上信息僅供參考,可以查閱相關的獲獎名單或者新聞報道獲取更多信息。
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。求小球落地時的動能。
解析:
小球在運動過程中只有重力做功,因此機械能守恒。根據機械能守恒定律,可得到小球落地時的動能表達式為:
E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh
其中 m 是小球的質量,v 是小球拋出時的速度,h 是小球下落的高度。
為了求解這個問題,我們需要使用積分或者微積分的知識。但是,這個問題也可以使用一些簡單的數學技巧來解決。
解法:
1. 假設小球落地時的動能是 E,那么根據上面的表達式,我們有 E = \frac{1}{2}mv^{2} + mgh。
2. 由于小球在運動過程中只受到重力的作用,因此我們可以將重力對小球的作用分解為垂直方向和平行方向兩個方向。在垂直方向上,小球受到的重力勢能可以忽略不計。因此,我們可以將上式簡化為 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動,因此它的速度可以表示為 v = v_{0}cos\theta,其中 v_{0} 是小球拋出時的速度,θ是小球與水平方向的夾角。因此,上式可以進一步簡化為 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為 cos\theta = \theta,這樣就可以得到 E \approx \frac{1}{2}m(v_{0}^{2} + gH)^{2}。
結論:小球落地時的動能大約為 \frac{1}{2}m(v_{0}^{2} + gH)^{2}。這個結論適用于大多數情況,但是具體數值可能會因為空氣阻力、小球的質量等因素而略有不同。
這道題目考察了高中物理中的動能定理和機械能守恒定律,需要學生具有一定的數學技巧和計算能力。不過,通過這道題目,學生可以更好地理解物理規律和數學方法之間的關系,提高自己的物理和數學素養。