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高三物理运动分子题及答案和相关例题

2026-07-11 09:27:00课外拾零576

高三物理运动分子题及答案和相关例题有很多,下面列举几个:EwE物理好资源网(原物理ok网)

【例题】EwE物理好资源网(原物理ok网)

一个分子质量为m,一个质量为M的固定不动的大物块。分子与大物块之间的距离为r,分子与大物块的分子力为零。现将分子用力拉到r远大于分子半径的程度(即分子力近似为零)。现将该分子由静止释放,求它经过多长时间回到r处。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【分析】EwE物理好资源网(原物理ok网)

分子在运动过程中受到两个力的作用:一个是重力,另一个是大物块对它的作用力。由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以不能用牛顿第二定律求解运动时间。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【解答】EwE物理好资源网(原物理ok网)

设分子从释放到回到r处的运动时间为t,则有:EwE物理好资源网(原物理ok网)

$t = \frac{2r}{v_{0}}$EwE物理好资源网(原物理ok网)

其中v_{0}为分子在运动过程中的最大速度。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【答案】EwE物理好资源网(原物理ok网)

解法一:由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以不能用牛顿第二定律求解运动时间。但是可以利用动量定理求解。EwE物理好资源网(原物理ok网)

解法二:由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以不能用动能定理求解速度。但是可以利用能量守恒定律求解。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【例题答案】EwE物理好资源网(原物理ok网)

由于分子在运动过程中受到的力是变力,所以无法直接求解时间。但是可以根据能量守恒定律求解出分子在运动过程中的最大速度,再根据动量定理求解时间。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【相关题目】EwE物理好资源网(原物理ok网)

一个质量为m的分子以一定的速度v垂直撞到一个固定的板上,已知该分子与板之间的动摩擦因数为μ,求该分子的最大速度和运动时间。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【分析】EwE物理好资源网(原物理ok网)

由于分子与板之间的摩擦力是变力,所以不能用牛顿第二定律求解运动时间。但是可以利用能量守恒定律求解出分子的最大速度和运动时间。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【解答】EwE物理好资源网(原物理ok网)

设分子的最大速度为v_{m},则有:EwE物理好资源网(原物理ok网)

$mv_{m}^{2} = \mu mg \cdot \frac{v_{m}}{2}$EwE物理好资源网(原物理ok网)

其中g为重力加速度。EwE物理好资源网(原物理ok网)

设分子的运动时间为t_{m},则有:EwE物理好资源网(原物理ok网)

$t_{m} = \frac{v_{m}}{\mu g}$EwE物理好资源网(原物理ok网)

其中v_{m}为分子的最大速度。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【例题】EwE物理好资源网(原物理ok网)

问题:一个分子质量为m,一个质量为M的物体以一定的初动能与该分子相碰撞,碰撞后两者同方向运动并以相同的速度一起运动。求碰撞过程中损失的机械能。EwE物理好资源网(原物理ok网)

分析:EwE物理好资源网(原物理ok网)

1. 碰撞前后的动量守恒,根据动量守恒定律可求得碰撞后两个物体的速度。EwE物理好资源网(原物理ok网)

2. 根据能量守恒定律求出碰撞过程中损失的机械能。EwE物理好资源网(原物理ok网)

解:EwE物理好资源网(原物理ok网)

设碰撞后分子速度为v,物体速度为u,由于碰撞过程系统内力远大于外力,故系统动量守恒。EwE物理好资源网(原物理ok网)

由动量守恒定律得:mv + Mv' = (m + M)uEwE物理好资源网(原物理ok网)

由于碰撞前后系统动能都减少,故有:EwE物理好资源网(原物理ok网)

ΔE = 0.5mv² + 0.5Mu² - (m + M)v'vEwE物理好资源网(原物理ok网)

代入数据解得:ΔE = 0.5m(M - v')²EwE物理好资源网(原物理ok网)

答案:碰撞过程中损失的机械能为0.5m(M - v')²。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【相关例题】EwE物理好资源网(原物理ok网)

一个质量为m的分子在半径为R的圆周上做匀速圆周运动,求分子在运动过程中的最小向心力。EwE物理好资源网(原物理ok网)

解:根据向心力公式得:F = mω²R = m(2π/T)²R = m(2πf)REwE物理好资源网(原物理ok网)

其中ω、T、f分别为圆周运动的角速度、周期和频率。因此,分子在运动过程中的最小向心力为m(2πf)R。EwE物理好资源网(原物理ok网)

高三物理运动分子题及答案EwE物理好资源网(原物理ok网)

【例题】一容器内储有某种理想气体,其分子平均速率为v,分子动能为E k ,求:EwE物理好资源网(原物理ok网)

(1)该容器内理想气体分子的平均动能;EwE物理好资源网(原物理ok网)

(2)该容器内理想气体分子的平均速率;EwE物理好资源网(原物理ok网)

(3)该容器内理想气体分子的质量。EwE物理好资源网(原物理ok网)

【答案】EwE物理好资源网(原物理ok网)

(1)E k = 3/2 kTEwE物理好资源网(原物理ok网)

(2)v = √(kT/m)EwE物理好资源网(原物理ok网)

(3)m = 2m0(E k /kT)3/2EwE物理好资源网(原物理ok网)

相关例题常见问题:EwE物理好资源网(原物理ok网)

1. 已知某理想气体分子的平均速率是v,求该气体分子的质量。EwE物理好资源网(原物理ok网)

2. 一容器内储有某种理想气体,其分子平均速率为v,分子数为N,求该容器内理想气体的压强。EwE物理好资源网(原物理ok网)

3. 某容器内储有一定量的某种理想气体,其分子平均速率为v,求该容器内理想气体的温度。EwE物理好资源网(原物理ok网)

4. 一容器内储有某种理想气体,其分子动能为E k ,分子数为N,求该容器内理想气体的压强。EwE物理好资源网(原物理ok网)

以上问题均可以运用高三物理运动分子相关知识进行解答。EwE物理好资源网(原物理ok网)