高考物理易錯(cuò)題專題三物理微元法解決物理試題(含解析)(編輯修改稿)
2025-04-05 05:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 3）如圖所示，為流速穩(wěn)定分布、體積不可壓縮且粘性可忽略不計(jì)的液體（比如水）中的一小段液柱，由于體積在運(yùn)動(dòng)中不變，因此當(dāng)S1面以速度v1向前運(yùn)動(dòng)了x1時(shí)，S2面以速度v2向前運(yùn)動(dòng)了x2，若該液柱前后兩個(gè)截面處的壓強(qiáng)分別為p1和p2，選用恰當(dāng)?shù)墓δ荜P(guān)系證明：流速穩(wěn)定分布、體積不可壓縮且粘性可忽略不計(jì)的液體水平流動(dòng)（或者高度差的影響不顯著）時(shí)，液體內(nèi)流速大的地方壓強(qiáng)反而?。敬鸢浮?1) 120kg (2) 102 kW (3)見解析；【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有H－h(huán)＝gt2 ①x＝v0t ②聯(lián)立上述兩式，并代入數(shù)據(jù)得t=＝2 sx＝v0＝60 m ③水炮與火點(diǎn)之間的水柱的質(zhì)量m= m0t=120kg ④(2)設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)出水質(zhì)量為Δm，則Δm= m0Δt，由功能關(guān)系得：⑤即解得：P＝＝102 kW ⑥(3)表示一個(gè)細(xì)管，其中流體由左向右流動(dòng)．在管的a1處和a2處用橫截面截出一段流體，即a1處和a2處之間的流體，作為研究對(duì)象．a(chǎn)1處的橫截面積為S1，流速為v1，高度為h1，a1處左邊的流體對(duì)研究對(duì)象的壓強(qiáng)為p1，方向垂直于S1向右．a(chǎn)2處的橫截面積為S2，流速為v2，高度為h2，a2處左邊的流體對(duì)研究對(duì)象的壓強(qiáng)為p2，方向垂直于S2向左．經(jīng)過很短的時(shí)間間隔Δt，這段流體的左端S1由a1移到b1．右端S2由a2移到b2．兩端移動(dòng)的距離分別為Δl1和Δl2．左端流入的流體體積為ΔV1=S1Δl1，右端流出的流體體積為ΔV2=S2Δl2，理想流體是不可壓縮的，流入和流出的體積相等，ΔV1=ΔV2，記為ΔV．現(xiàn)在考慮左右兩端的力對(duì)這段流體所做的功．作用在液體左端的力F1=p1S1向右，所做的功W1=F1Δl1=(p1S1)Δl1=p1(S1Δl1) =p1ΔV．作用在液體右端的力F2=p2S2向左，所做的功W2=－F2Δl2=－(p2S2)Δl2=－p2(S2Δl2) =－p2ΔV．外力所做的總功W= W1＋W2=(p1－p2)ΔV ①外力做功使這段流體的機(jī)械能發(fā)生改變．初狀態(tài)的機(jī)械能是a1處和a2處之間的這段流體的機(jī)械能E1，末狀態(tài)的機(jī)械能是b1處和b2處之間的這段流體的機(jī)械能E2．由b1到a2這一段，經(jīng)過時(shí)間Δt，雖然流體有所更換，但由于我們研究的是理想流體的定常流動(dòng)，流體的密度ρ和各點(diǎn)的流速v沒有改變，動(dòng)能和重力勢能都沒有改變，所以這一段的機(jī)械能沒有改變，這樣機(jī)械能的改變(E2－E1)就等于流出的那部分流體的機(jī)械能減去流入的那部分流體的機(jī)械能．由于m=ρΔV，所以流入的那部分流體的動(dòng)能為重力勢能為mgh1＝ρΔVgh1流出的那部分流體的動(dòng)能為重力勢能為mgh2＝ρΔVgh2機(jī)械能的改變?yōu)? ②理想流體沒有粘滯性，流體在流動(dòng)中機(jī)械能不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以這段流體兩端受的力所做的總功W等于機(jī)械能的改變，即W=E2－E1 ③將①式和②式代入③式，得 ④整理后得 ⑤a1和a2是在流體中任意取的，所以上式可表示為對(duì)管中流體的任意處：（常量）⑥④式和⑤式稱為伯努利方程．流體水平流動(dòng)時(shí)，或者高度差的影響不顯著時(shí)（如氣體的流動(dòng)），伯努利方程可表達(dá)為 （常量）⑦從⑥式可知，在流動(dòng)的流體中，壓強(qiáng)跟流速有關(guān)，流速v大的地方要強(qiáng)p小，流速v小的地方壓強(qiáng)p大．【點(diǎn)睛】10．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量．由狹義相對(duì)論可知,一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對(duì)應(yīng)：E=m，其中c為真空中光速．(1)已知某單色光的頻率為v,波長為λ,該單色光光子的能量E=hv,其中h為普朗克常量．試借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義：動(dòng)量=質(zhì)量速度,推導(dǎo)該單色光光子的動(dòng)量p=.(2)光照射到物體表面時(shí)，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示．一臺(tái)發(fā)光功率為的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，真空中
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