高考物理全国卷的考点包括以下几个方面:
1. 力学部分:主要涉及匀变速直线运动、牛顿运动定律、动量定理、动能定理、机械能守恒定律等。
2. 电磁学部分:主要涉及电场、磁场、电磁感应、电路分析等。
3. 光学和原子物理部分:主要涉及光的干涉、衍射、折射等光学现象,以及原子结构、原子核等。
4. 热学部分:主要涉及热力学第一定律、分子动理论等。
5. 实验部分:包括基本仪器的使用、实验原理和方法、实验数据的处理等。
具体来说,高考物理全国卷的考点包括但不限于:力学受力分析、牛顿定律、动量定理、动能定理、能量守恒定律、万有引力定律等。电磁学中的电路分析、带电粒子在电场和磁场中的运动等也是重点内容。热学部分主要考查气体实验定律、热力学第一定律等。
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例题:
【题目描述】
一个质量为$m$的小球,从半径为$R$的光滑圆弧轨道上由静止滑下,滑到半径为$r$的半圆形槽中,并从半圆形槽的边缘水平飞出。已知小球在半圆形槽中运动时,对槽边缘的压力为重力的$3$倍,求小球离开半圆形槽后,能飞到的最远距离是多少?
【考点分析】
本题主要考查了机械能守恒定律的应用,同时考查了学生对圆周运动和离心运动的理解。
【解题思路】
小球从光滑圆弧轨道滑下后,在半圆形槽边缘做离心运动,当速度减为零时,小球飞行的最远距离。根据机械能守恒定律求出小球在最高点的速度,再根据向心力公式求出轨道对小球的支持力,从而求出半径为$r$的圆弧轨道对小球的支持力。根据牛顿第三定律求出半圆形槽对小球的支持力,再根据牛顿第二定律求出小球在最高点的加速度,从而求出小球在最高点做圆周运动的周期。根据机械能守恒定律求出小球在半圆形槽边缘做离心运动的初速度,再根据匀变速直线运动规律求出小球飞行的最远距离。
【答案】
小球在最高点时,由机械能守恒定律得:
$mg\pi R = \frac{1}{2}mv_{m}^{2}$
轨道对小球的支持力为:
$F_{N} = 3mg = m\frac{v_{m}^{2}}{R}$
半圆形槽对小球的支持力为:
$F_{N}^{\prime} = F_{N} = 3mg$
根据牛顿第二定律得:
$F_{N}^{\prime} - mg = m\frac{v_{m}^{2}}{r}$
解得:$v_{m} = \sqrt{6gR}$
小球在最高点做圆周运动的周期为:
$T = \frac{2\pi}{v_{m}}$
小球在半圆形槽边缘做离心运动的初速度为:
$v_{0} = v_{m}\sqrt{1 - \frac{r}{R}}$
小球离开半圆形槽后能飞行的最远距离为:
$h = \frac{v_{0}^{2}}{2g} = \frac{3\sqrt{6}R^{2}}{4g}$。
【总结】本题主要考查了机械能守恒定律和牛顿第二定律的应用,同时考查了学生对圆周运动和离心运动的理解。解题的关键是正确分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律和运动学公式求解。