- 高考物理33知识点
高考物理33个知识点包括:质点、参考系、时间和时刻、位移和路程、匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、重力、弹力、摩擦力等。
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相关例题:
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知识点:动量定理的应用
例题:
问题:一个质量为m的小球从高H处自由下落,进入一个竖直放置的半径为R的圆柱形管道中,小球在管道中做圆周运动。已知小球在管道中受到的最大静摩擦力为重力的μ倍,求小球能够到达的最大高度Hm。
解题思路:
1. 小球自由下落,根据机械能守恒定律求出小球进入管道前的速度;
2. 小球进入管道后,在管道中做圆周运动,根据向心力公式和动量定理列方程求解。
解题过程:
设小球在管道中能够到达的最大高度为Hm,根据机械能守恒定律有:
mgH = 0.5mv² (1)
小球进入管道后,在管道中做圆周运动,设小球能够到达最高点时速度为v1,根据向心力公式有:
mg + μN = m(v1)²/R (2)
其中N为小球对管道的压力。
由于小球在管道中做圆周运动时,速度不断减小,所以当速度减小到零时,小球将不再运动。此时,根据动量定理有:
0 = mv - mv1 (3)
由(2)(3)两式可得:
Hm = (μ + 1)H/μ + R² (4)
所以,当μ足够小时,小球能够到达的最大高度Hm将大于H。
总结:本题通过动量定理的应用,巧妙地解决了小球在管道中做圆周运动的受力分析和运动过程分析问题,从而求出了小球能够到达的最大高度。解题的关键在于正确理解题意,选择合适的物理模型,建立相应的物理方程进行求解。
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