高考物理中的圓周運動包括以下幾種:
1. 繩或桿帶動小物體做圓周運動,主要涉及到物體的加速度、速度、位移等物理量的變化。
2. 圓錐擺,主要涉及到線速度與角速度的關系。
3. 細繩或桿對小球的作用力方向,主要涉及到小球的運動狀態變化。
4. 勻速圓周運動,這是最基本的一種圓周運動,主要涉及到線速度、角速度、向心力的相關問題。
5. 變速圓周運動,除了要研究運動學特征之外,還需要分析物體的受力,并利用牛頓運動定律或者動能定理來求解相關問題。
以上是高考物理中圓周運動的部分內容,建議請教專業老師,獲得更全面準確的信息。
題目:一質量為 m 的小球以初速度 v0 沿水平方向進入一個半徑為 R 的豎直圓形軌道,已知小球到達最高點時對軌道的壓力恰好為零。求:
(1)小球在最高點的速度大小;
(2)小球在最低點與最高點高度差的一半時,求小球的速度大小。
分析:
(1)小球在最高點時,受到重力 mg 和軌道的支持力 N。由于 N = 0,所以重力充當向心力,根據牛頓第二定律和圓周運動規律可求得小球在最高點的速度大小。
(2)小球從最高點到最低點的高度差的一半時,受到重力 mg 和軌道的支持力 F'的作用。由于 F' = mg,所以重力也充當向心力,根據牛頓第二定律和圓周運動規律可求得小球的速度大小。
答案:
(1)根據牛頓第二定律和圓周運動規律可得:
mg = m(v^2)/R
解得:v = √gR
(2)根據牛頓第二定律和圓周運動規律可得:
F' - mg = m(v'^2)/R - mv^2/R
解得:v' = √(gR + v^2)
解釋:在最高點時,小球受到重力 mg 和軌道的支持力 N,由于 N = 0,所以重力充當向心力。在最低點時,小球受到重力 mg 和軌道的支持力 F',由于 F' = mg,所以重力也充當向心力。因此,可以根據這兩個點的受力情況,結合圓周運動規律求解速度大小。