- 高二物理小高考
高二物理小高考的考试内容主要包括匀变速直线运动规律、相互作用与运动规律的综合应用、圆周运动向心力的应用、万有引力定律在天文学上的应用、动量定理和动量守恒定律等方面。
请注意,不同地区的高中生考试内容可能会有所不同,具体要以当地教育部门的通知为准。
相关例题:
题目:
一个质量为 m 的小球,在距地面高度为 H 的位置沿光滑的斜面由静止开始下滑,到达地面时进入一个半径为 R 的圆环中,圆环的最低点有一个挡板,挡板的位置与圆环最低点的距离为 2R。求小球在圆环中运动时的最小速度。
分析:
小球在斜面上运动时,受到重力沿斜面向下的分力和垂直于斜面向上的支持力。当小球到达地面时,重力沿斜面向下的分力为 mgcosθ,其中θ为斜面的倾斜角度。
进入圆环后,小球受到重力沿切线方向和向圆心的合力作用,合力提供向心力。当小球运动到最低点时,受到的合力最小,此时速度最小。
解:
根据能量守恒定律,小球在斜面上运动时,重力势能转化为动能和内能。当小球到达地面时,重力势能全部转化为动能和内能。
设小球在斜面上运动时的角度为 θ,则有:
mgH = (1/2)mv² + Q
其中 Q 表示小球与斜面碰撞时的内能。
进入圆环后,小球受到重力沿切线方向和向圆心的合力作用,合力提供向心力。当小球运动到最低点时,受到的合力最小,此时速度最小。根据向心力公式可得:
F = m(v²) / R = m(v²)gcosθ + Fmin
其中 Fmin 表示挡板对小球的弹力。
联立以上方程可得:
v = sqrt(gH - 2gR + (mgR)² / (2gR))
所以,小球在圆环中运动时的最小速度为 sqrt(gH - 2gR + (mgR)² / (2gR))。
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