- 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,速度差越大绳越松,速度差越小绳越紧。
2. 杆模型:杆的转动与物体的运动状态有关,当杆转动到某一角度时,杆对物体的弹力为零,这一临界状态可用图解法求解。
3. 圆周运动中的临界问题:一是绳(杆)与车(物)的速度相切,二是物体在传送带上随其匀速运动到速度相同,三是物体在固定的滑梯上滑到最底端时的速度。
4. 两物体碰撞模型:两物体碰撞前后的速度关系决定于两物体质量、速度、加速度等物理量的大小关系。
5. 临界滑动(滑出)模型:临界滑动(滑出)模型有三种情况:一是轻绳模型中两物体恰好到达地面时的速度;二是杆模型中物体恰好达到最大静摩擦力时的运动;三是物体在斜面上恰好达到临界下滑速度。
6. 临界下滑模型:物体沿光滑斜面下滑时,当斜面与物体的速度相切时,斜面与物体间无弹力。
以上是高考物理模型中的一些临界条件,这些临界条件需要考生在理解的基础上进行记忆和运用。同时,考生还需要注意理解这些模型的本质和特点,以及它们的应用范围和限制条件。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球用长为 L 的绳子系住,在竖直平面内作圆周运动,且恰好能过最高点。已知绳子能承受的最大拉力为 3mg,小球在最高点的速度为多少时,绳子才可能被拉断?
分析:在最高点,小球受到重力和绳子的拉力作用。当绳子的拉力恰好等于重力时,小球刚好能过最高点。此时的速度即为临界速度。
解法一:临界状态为绳子刚好被拉断,则有:
$F_{1} = mg$
$F_{2} = 3mg$
根据牛顿第二定律,有:
$F_{2} - mg = m\frac{v^{2}}{L}$
联立以上三式可得:
$v = \sqrt{3gL}$
解法二:根据动能定理,有:
$mg \times 2L = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
当绳子刚好被拉断时,有:
$F_{2} = 3mg$
联立以上三式可得:
$v = \sqrt{3gL}$
答案相同。当小球在最高点的速度为 $\sqrt{3gL}$ 时,绳子可能被拉断。
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