高三物理应用分析题及例题如下:
例题:
在某一星球上,宇航员在距离该星球球心r处,用弹簧秤挂一质量为m的物体,弹簧秤的示数为F。已知引力常量为G,求:
(1)该星球的质量;
(2)宇航员在星球表面附近的重力大小;
(3)宇航员绕星球做匀速圆周运动的周期。
分析:
(1)根据万有引力等于重力列出等式求解;
(2)宇航员在星球表面附近时,万有引力等于重力,根据万有引力定律求解;
(3)根据万有引力提供向心力列式求解。
答案:(1)该星球的质量为:$M = \frac{Fr}{Gm}$;
(2)宇航员在星球表面附近的重力大小为:$G = mg = \frac{Mm}{r^{2}}$;
(3)宇航员绕星球做匀速圆周运动的周期为:$T = \sqrt{\frac{4\pi^{2}r^{3}}{GM}} = \sqrt{\frac{4\pi^{2}r^{3}}{Fr}}$。
这道题目涉及到星球的质量、宇航员在星球表面附近的重量以及宇航员绕星球做匀速圆周运动的周期等知识点,需要学生能够熟练掌握这些知识点的应用。
应用分析题:
某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆轨道。该行星的公转周期为T,行星和地球绕太阳公转半径分别为r_{行}和r_{地},已知引力常量为G,求:
(1)太阳的质量;
(2)该行星的质量与地球的质量之比。
分析:
(1)根据万有引力提供向心力列式求解;
(2)根据万有引力定律求解。
答案:(1)太阳的质量为:$M = \frac{4\pi^{2}r^{3}}{GT^{2}}$;
(2)该行星的质量与地球的质量之比为:$\frac{M_{行}}{M_{地}} = \frac{T^{2}r^{3}}{T^{2}r_{地}^{3}} = \frac{r^{3}}{r_{地}^{3}}$。
这道题目涉及到太阳的质量以及行星和地球的质量之比等知识点,需要学生能够熟练掌握这些知识点的应用,并且能够根据题目中的条件列出正确的公式进行求解。
高三物理应用分析题:
某地强风的风速为v=10m/s,设空气密度为ρ=1.3kg/m³,如果把通过横截面积为400cm²的风的动能全部转化为电能,则每秒钟通过该截面的风的动能转化为电能的总功率是多少?
相关例题:
【例】有一架直升飞机,以加速度a从地面垂直上升到高为h的山顶,已知山顶上的重力加速度为g,求:
(1)直升飞机在上升过程中上升的高度h的表达式;
(2)在上升过程中,直升飞机中的乘客对座椅的压力为多大?
分析:
(1)根据牛顿第二定律求出直升飞机上升的加速度,再根据位移时间关系求解上升的高度;
(2)根据牛顿第二定律求出乘客的受力情况,再根据牛顿第三定律求解乘客对座椅的压力。
解:(1)根据牛顿第二定律有:$ma = mg + F_{N}$,解得$F_{N} = ma - mg = ma - \frac{m}{g}g$,根据位移时间关系有:$h = \frac{1}{2}at^{2}$,解得$h = \frac{1}{2}a(t^{2} - 4)$;
(2)由牛顿第三定律可知乘客对座椅的压力为$F_{N}^{\prime} = F_{N} = ma - \frac{m}{g}g$。
答:(1)直升飞机在上升过程中上升的高度$h$的表达式为$h = \frac{1}{2}a(t^{2} - 4)$;
(2)在上升过程中,直升飞机中的乘客对座椅的压力为$ma - \frac{m}{g}g$。
高三物理应用分析题常见问题包括:
1. 某物体受到几个恒定外力的作用而做匀速直线运动,如果突然撤去某个恒力,保持其他力不变,则物体的运动可能是什么运动?
2. 物体在恒力作用下做匀加速直线运动,当该物体运动到某一位置时,速度方向可能与恒力垂直。请举例说明。
3. 物体在斜面顶端由静止释放后沿斜面下滑,已知斜面足够长,物体与斜面间动摩擦因数为μ,求物体滑到底端时的动能。
4. 质量为m的物体在水平恒力作用下沿粗糙水平面做直线运动,当物体前进s米时撤去外力,物体继续滑行s米停下,求水平恒力的大小。
以下是一个相关例题:
【例题】一物体在水平恒力作用下沿水平面做匀加速直线运动,经过位移s时立即撤去该水平力,其他阻力保持不变。求撤去外力前后的两个阶段中摩擦力所做的功。
解析:物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动时,摩擦力做负功,大小为W1=-fs。撤去外力后,摩擦力仍然存在,并且与物体的运动方向相反,所以摩擦力仍然在做负功,大小为W2=-fs。因此,整个过程中摩擦力所做的总功为W=-2fs。
通过以上例题的分析和解答,我们可以看到在高三物理应用分析题中,我们需要关注物体的受力情况、运动状态的变化以及各力做功的情况,从而正确求解相关问题。
