高中物理力学拔高题及例题如下:
拔高题:
1. 一质量为 m 的小球用长为 L 的细线悬挂于O点,细线的拉力为恒定的拉力,小球在水平面上做匀速圆周运动,细线偏离竖直方向的角度为θ,求小球做匀速圆周运动的角速度。
参考例题:
【例题1】一根长为 L 的轻杆下端固定一个质量为 m 的小球,上端连在一点,使之在竖直平面内做圆周运动,求杆在水平面上通过最高点的速度。
分析:
(1)轻杆对小球的作用力的特点是:杆可以改变小球的运动方向,但不能改变小球的运动状态。
(2)轻杆对小球的作用力可以是拉力,也可以是支持力。
解:在最高点时,小球受到重力和杆对小球的拉力作用。
根据牛顿第二定律得:$F - mg = m\frac{v^{2}}{L}$
解得:$v = \sqrt{\frac{gL(1 - \sin\theta)}{cos\theta}}$
拔高题参考答案:$m\omega^{2}r = mg\sin\theta$,其中$r = L\cos\theta$。
解得:$\omega = \sqrt{\frac{g\sin\theta}{L}}$
解题思路:解决这类问题的关键在于明确小球在最高点时受到重力和拉力作用,根据牛顿第二定律求出向心力的来源。
例题参考答案:当小球通过最高点时,杆对小球的拉力大小为$mg\sin\theta$,方向竖直向上。此时小球受到重力和杆对小球的拉力作用,合力提供向心力。根据牛顿第二定律有$F_{N} - mg = m\frac{v^{2}}{L}$,其中$F_{N}$为杆对小球的弹力,方向竖直向下。解得$v = \sqrt{\frac{gL(1 - \sin\theta)}{cos\theta}}$。
注意事项:在最高点时,小球受到的拉力不一定等于重力,需要根据实际情况进行分析。同时需要注意向心力的来源以及合力提供向心力的条件。
以上内容仅供参考,建议多练习其他高中物理力学拔高题,提高自己的解题能力。
高中物理力学拔高题:
在光滑水平面上,一物体在恒力作用下做匀加速直线运动,某时刻突然受到一大小为F、方向相反的恒力作用,之后物体的运动轨迹可能是:
1. 匀减速直线运动;
2. 匀变速曲线运动;
3. 匀加速曲线运动;
4. 匀速直线运动。
相关例题:
一物体在光滑水平面上受两个水平恒力的作用做匀速直线运动,若突然撤去其中一个力,另一个力不变,以下说法不可能发生的是( )
A. 物体做匀加速直线运动
B. 物体做匀速圆周运动
C. 物体做匀速直线运动
D. 物体做曲线运动
解析:物体在水平方向上只受一个恒力作用,若物体初速度的方向与这个力的方向在一条直线上,则物体将做初速度的方向与这个力方向相同的匀加速直线运动或匀减速直线运动;若初速度的方向与这个力的方向不在一条直线上,则物体将做匀变速曲线运动。因此选项B不可能发生。
高中物理力学拔高题常见问题主要包括:
1. 多个物体系统的动态分析,涉及相互作用复杂、加速度或速度发生改变的情况。
2. 曲线运动中的离心运动和向心运动的判断,以及半径、周期和速度的计算。
3. 刚体的转动和定轴转动的判断,以及角速度、向心力和转速的计算。
4. 动量守恒和机械能守恒的复杂多过程问题,涉及碰撞、爆炸、打击等过程。
5. 弹簧和连接体的运动状态分析,包括碰撞和振动的情况。
6. 连接体的运动状态分析,涉及相互作用复杂、加速度或速度发生改变的情况。
以下是一些相关例题:
1. 如图所示,在粗糙的水平面上有一个轻质弹簧,有两个质量相同的木块C和D紧靠在一起,现用水平恒力将C弹离弹簧,使C、D两木块向右运动。在C、D分离前,下列说法正确的是( )
A. C、D分离时速度相同
B. C、D分离时动量相同
C. C、D分离过程中弹簧弹性势能最大
D. C、D分离过程中弹簧弹性势能最小
2. 如图所示,质量为m的小球用长为L的细绳悬挂于O点,小球在水平恒力作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图中虚线所示,则( )
A. 拉力对小球所做的功为零
B. 拉力对小球所做的功不为零
C. 小球在Q点的动能大于在P点的动能
D. 小球在Q点的重力势能大于在P点的重力势能
3. 如图所示,两个质量均为m的小物块A和B紧靠着放在光滑水平面上,一轻质弹簧一端固定在A物块上,另一端与B相连。现对A施加一水平恒力F,使A、B间弹簧被压缩到最短时物块A恰好离开地面。此时物块B的速度为v,则( )
A. 物块A离开地面时弹簧具有弹性势能
B. 物块A离开地面时弹簧的弹性势能最大
C. 物块A离开地面时物块B的速度为零
D. 物块A离开地面时物块B的速度大于v
以上题目都是高中物理力学拔高题常见问题,需要学生有较强的综合分析能力和物理计算能力。
