高中物理競賽試題合集包括以下幾本書:
《高中物理競賽教程》
《全國中學生物理競賽(省級賽區)試題匯編》
《高中物理競賽(奧林匹克競賽)訓練題集》
《物理競賽初級教程》
《物理競賽專題精編》(含高中部分)
此外,還有一些針對全國中學生物理競賽的輔導書和訓練題,例如《全國中學生物理競賽備考指南》等。
需要注意的是,這些書籍僅供參考,不構成專業建議。如果想要參加物理競賽,建議咨詢專業機構或組織。
題目:一個質量為m的小球從高度為H處自由下落,與地面發生彈性碰撞后反彈的高度為h,假設碰撞過程中沒有能量損失,求小球反彈的加速度大小。
答案:反彈的加速度大小為(H-h)/m。
解析:
小球自由下落,受到重力作用,加速度為g。落地后與地面發生彈性碰撞,碰撞過程中沒有能量損失,所以小球的速度方向發生了改變。根據動量守恒定律,小球反彈后的速度大小與落地時的速度大小相等,方向相反。
設小球反彈后的速度大小為v,則有:
mgH = (1/2)mv2
根據機械能守恒定律,小球反彈的高度為h時,速度大小為v/2,則有:
mgh = (1/2)mv2/4
將兩個式子聯立可得:
v = √(gh)
由于碰撞過程中小球的速度方向發生了改變,所以小球受到的合外力為:
F = ma = m(g - g') = -mg(H - h)
其中g'為小球的加速度方向與初速度方向之間的夾角的正切值。由于小球反彈后速度方向與初速度方向相反,所以g'為正值。因此,反彈的加速度大小為:
a = (H - h) / m
綜上所述,小球反彈的加速度大小為(H-h)/m。