高考物理常考的24個模型包括:單擺模型、繩拉小球模型、小滑塊模型、子彈打擊模型、粒子在電場中的模型、平拋模型、正碰模型、豎直平面內的圓周運動模型、動量守恒模型、連接體模型、彈簧類問題、繩拉物體模型、碰撞類問題、傳送帶問題、帶電粒子在電場中的運動模型、電磁感應中的“繩模型”、磁流體發電模型、導體在復合場中的運動模型、帶電粒子在磁場中的運動模型、力學綜合模型——功和能模型、帶電粒子在磁場中運動的臨界問題、反沖運動模型。
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【例題】一條長為L的繩子,拴著一個質量為m的小球在豎直平面內做圓周運動,試求:
(1)當小球剛好到達圓周最高點時,繩子對小球的拉力恰好為零,求小球在最高點的速度大小;
(2)若小球到達圓周最高點時繩子拉力大小為3mg,方向豎直向下,求小球到達圓周最低點時速度的大小。
解析:
(1)當小球剛好到達圓周最高點時,繩子對小球的拉力恰好為零,此時小球只受重力作用,由牛頓第二定律可得:mg = m ,解得小球在最高點的速度大小為:v = 。
(2)若小球到達圓周最高點時繩子拉力大小為3mg,方向豎直向下,則此時小球受重力和繩子的拉力作用,由牛頓第二定律可得:mg + 3mg = m ,解得小球在最低點的速度大小為:v = 。
答案:(1) (2)
這個例題展示了繩拴球模型的基本解題思路和方法,通過求解小球在最高點和最低點的速度大小,可以加深對該模型的理解。