- 高考物理模型临界条件
高考物理模型临界条件主要有以下几种:
1. 绳的张紧与松弛模型:绳的张紧与物体的运动速度有关,速度不同,绳中张力也不同。绳一旦张紧,张力并不发生变化。
2. 杆模型:杆的转动既具有转动轴的性质,又具有杆的性质。当杆受到大小、方向都不变的合力时,杆可以发生转动。
3. 传送带问题:物体与传送带之间的摩擦力提供其运动的动力,随着物体速度增加,其受摩擦力减小,直到与传送带速度相同。
4. 临界滑动(滑出)模型:物体在斜面上达到临界滑动(滑出)条件时,恰好处于临界滑动(滑出)状态。
5. 临界压缩模型:弹簧从原长被压缩或拉伸到某一位置时,其弹性力达到最大值。
6. 临界无约束模型:物体无约束时的条件是物体所受合外力为零。
7. 临界速度模型:物体在水平面上运动时,当速度达到某个值时,物体将失去继续运动的条件。
8. 临界转动与滑动模型:在圆周最高点时,小球刚好不滑落下来,这是绳的临界转动与滑动模型。
以上是高考物理模型中常见的临界条件,这些条件在解决物理问题时非常重要,需要仔细分析并理解。
相关例题:
题目:一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点,小球与悬点O在同一水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直方向成一定角度θ。已知重力加速度为g,求小球做匀速圆周运动的周期T。
解答:
小球做匀速圆周运动时,细线的拉力在不断变化,当细线拉力恰好等于重力沿圆周切线方向的分力时,小球做圆周运动的速度最大。此时,细线的拉力大小为F = mg/cosθ。
根据向心力公式F = mω^2r,其中ω为小球做圆周运动的角速度,r为小球做圆周运动的半径(即绳子的长度L),可得:
T = 2πr/v = 2πL/v = 2πL/mg/cosθ = 4πLg/(cosθ)^2
其中v为小球做圆周运动的线速度。
因此,小球做匀速圆周运动的周期T为:T = 4πLg/(cosθ)^2。
总结:本题中,临界条件是细线拉力恰好等于重力沿圆周切线方向的分力时,此时小球的速度最大。通过求解向心力公式和周期公式,可以得到正确的答案。
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