- 高考物理功能关系
高考物理功能关系主要包括以下几种:
1. 动量守恒:在只有重力或只有弹力做功的系统中,物体的动量守恒。
2. 能量守恒:能量是物质所具有的基本物理属性之一,是物质做功的物理源泉。能量守恒定律指出,在能量的转移和转化过程中,能量的总量保持不变。这是物理学中的一个重要原理,广泛应用于解释各种自然现象和人造系统的规律。
3. 功能关系:功是能量转化的量度,即做了多少功,就有多少能量发生了转化。这涉及到做功和能量转化之间的联系,是高考物理的重要内容之一。
4. 牛顿运动定律与功能关系的结合:牛顿运动定律研究物体的运动规律,功能关系研究力是如何通过改变物体的运动状态(动能和重力势能)来发挥作用。这两者结合可以更全面地分析问题。
此外,还有动量定理、动能定理等也是高考物理的重要内容。请注意,具体的高考考点可能会根据年份和地区有所变化,所以建议针对具体的高考内容进行复习。
相关例题:
【题目】
一个质量为$m$的物体(可视为质点)从高度为$H$的粗糙斜面顶端由静止开始滑下,到达底部时进入一个与斜面平行的水平传送带。传送带与物体之间的动摩擦因数为$\mu $,传送带速度为$v_{0}$。已知物体在斜面上受到的摩擦力大小为$f_{1}$,在传送带上受到的摩擦力大小为$f_{2}$。
1. 物体在斜面上受到的摩擦力做功多少?
2. 物体到达斜面底部时的动能是多少?
3. 物体在传送带上受到的摩擦力做的功是多少?
4. 物体在传送带上相对传送带位移的大小是多少?
【解析】
1. 物体在斜面上受到的摩擦力做功为:
$W_{f_{1}} = - f_{1} \cdot \Delta s = - f_{1} \cdot g \cdot \frac{H}{sin\theta}$
其中,$\Delta s$表示物体在斜面上移动的距离,$g$是重力加速度,$\theta$是斜面的倾斜角度。
2. 物体到达斜面底部时的动能为:
$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2}$
其中,$v$是物体在传送带上的速度。
3. 物体在传送带上受到的摩擦力做的功为:
$W_{f_{2}} = - f_{2} \cdot \Delta s^{\prime}$
其中,$\Delta s^{\prime}$表示物体相对传送带移动的距离。由于物体在传送带上受到的摩擦力与它在斜面上受到的摩擦力大小相等,因此有:
$- f_{2} \cdot \Delta s^{\prime} = - f_{1} \cdot \Delta s$
将上式代入动能表达式中,可得:
$W_{f_{2}} = \frac{f_{1}gH}{sin\theta}v^{2}$
4. 物体在传送带上相对传送带位移的大小为:
$\Delta s^{\prime} = \frac{v^{2}}{2g} - H$
其中,$\Delta s^{\prime}$表示物体相对传送带移动的距离,$v$是物体在传送带上的速度。由于物体在斜面上和传送带上受到的摩擦力大小相等,因此有:
$- f_{2} \cdot \Delta s^{\prime} = - mgsin\theta - f_{1} \cdot \Delta s$
将上式代入位移表达式中,可得:
$\Delta s^{\prime} = \frac{v^{2}}{2g} - H + \frac{H}{sin\theta}$
由于物体在斜面上和传送带上受到的摩擦力做功相等,因此有:
$\frac{f_{1}gH}{sin\theta}v^{2} = W_{f_{2}}$
将上式代入位移表达式中,可得:
$\Delta s^{\prime} = \frac{v^{4}}{2g^{2}(sin\theta)^{2}} - H(1 + \frac{cos\theta}{sin\theta})$
【答案】
1. 物体在斜面上受到的摩擦力做功为$- f_{1}gHsin\theta$。
2. 物体到达斜面底部时的动能为$\frac{f_{1}gH}{sin\theta}v^{2}$。
3. 物体在传送带上受到的摩擦力做的功为$\frac{f_{1}gH}{sin\theta}v^{2}$。
4. 物体在传送带上相对传送带位移的大小为$\frac{v^{4}}{2g^{2}(sin\theta)^{2}} - H(1 + \frac{cos\theta}{sin\theta})$。
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