- 高考压轴物理力学题
高考压轴物理力学题通常包括以下几种:
1. 连接体问题:多个物体在相互作用下的整体运动问题,常常涉及到牛顿定律、动量守恒定律、动能定理、功能原理等。
2. 传送带问题:涉及到摩擦力做功,常常会考察动能定理和能量守恒定律。
3. 弹簧类问题:涉及到弹簧的拉伸与压缩,弹力的方向,以及胡克定律的应用。
4. 临界和极值问题:涉及到速度大小、方向的改变,常常会考察临界条件和极值的应用。
5. 圆周运动:常见的是绳拉小球和杆的小球在竖直平面内的圆周运动。
6. 轻杆模型:轻杆一端固定一个小球,小球在水平面内的圆周运动也是常见的压轴题目。
这些题目通常比较复杂,需要考生对物理知识有深入的理解和灵活的应用。不过,考生也不必过于担心,只要平时认真学习和练习,应该能够应对这些题目。
相关例题:
题目:
如图所示,一个质量为 m 的小球系在一根绳子上,绳子可绕过O点自由转动。开始时,小球和转轴O处在一光滑的水平面上,并处于静止状态。在绳子上施加一个沿着绳子方向的恒力 F ,使小球开始运动。已知小球和转轴O之间的距离为 L,绳长为 R,且 F 足够大,使得小球始终做匀速圆周运动。求:
(1) 小球的角速度;
(2) 小球做匀速圆周运动的周期;
(3) 如果在运动过程中,小球突然与光滑水平面脱开,并沿着直线继续运动,求小球在脱离水平面后的运动情况。
解析:
(1)根据题意,小球做匀速圆周运动,因此受到的向心力是由恒力 F 提供的。根据向心力公式 F = mω²r,其中 r 为小球到转轴的距离,可以求出角速度:
ω = sqrt(F/mL)
(2)根据圆周运动的周期公式 T = 2πr/v,其中 v 为线速度,可以求出周期:
T = 2π sqrt(R² + L²) / sqrt(F/m)
(3)当小球脱离水平面后,它将沿着直线继续运动。由于之前小球受到的合外力为恒力 F ,因此它的加速度也是恒定的。根据牛顿第二定律,可以求出加速度:
a = F/m
由于小球脱离水平面后只受到重力作用,因此它将做匀加速直线运动。
答案:
(1)角速度为 sqrt(F/mL);
(2)周期为 2π sqrt(R² + L²) / sqrt(F/m);
(3)小球将做匀加速直线运动,加速度为 F/m。
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