- 高考物理变轨题型
高考物理变轨题型主要有以下几种:
1. 圆周运动中的变轨问题:涉及离心运动、向心运动以及能量守恒等知识,常常结合天体运动考查。
2. 磁场中变轨问题:涉及磁场和电流,可能存在电场或重力场,解题关键是准确分析物理过程,画出草图。
3. 连接体中的变轨问题:连接体问题是高考物理的常见题型,而两个物体的运动轨迹往往不同,常常涉及变轨问题。
4. 动量守恒中的变轨问题:这种问题常常与碰撞、反冲等问题结合在一起,需要准确分析物体的运动过程。
变轨题型涉及的知识点多且复杂,需要学生具备较强的物理基础和思维分析能力。
相关例题:
【原题】
在竖直平面内有一个光滑的圆弧轨道,轨道位于水平地面上的Q点,一质量为m的小球从离轨道上某点P高为h处由静止释放,小球恰好能从轨道顶端运动到Q点,求:
(1)小球释放时离P点的最大距离;
(2)小球运动到轨道顶端时对轨道的压力大小。
【变式】
若小球从离P点距离为d处由静止释放,求小球运动到轨道顶端时对轨道的压力大小。
【解析】
(1)小球恰好能从轨道顶端运动到Q点,说明小球在最高点的速度恰好为零,根据机械能守恒定律得:
mgh = 1/2mv²
解得:v = √gh
根据功能关系得:mgh = mgh’ + fs
其中s为小球从P点到最高点的位移,s = R + d - Rcosθ
联立解得:h’ = h - d/cosθ
(2)小球在最高点时由牛顿第二定律得:N - mg = m(v²/R)
解得:N = mg + m(v²/R) = mg + m(gh/R) = mg + mgh/(R - d/cosθ) + mgcosθ
方向竖直向上。
【答案】
(1)小球释放时离P点的最大距离为h - d/cosθ;
(2)小球运动到轨道顶端时对轨道的压力大小为mg + mgh/(R - d/cosθ) + mgcosθ。
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