高考物理動(dòng)態(tài)平衡的知識(shí)點(diǎn)包括:
1. 共點(diǎn)力平衡;
2. 動(dòng)態(tài)平衡的概念;
3. 變力作用下物體的平衡;
4. 曲線運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)平衡(如平拋運(yùn)動(dòng)中速度方向不斷變化所對(duì)應(yīng)的重力方向不斷變化)。
此外,繩或桿上力動(dòng)態(tài)變化時(shí)的平衡問題,以及三力作用下物體的平衡等也是高考物理動(dòng)態(tài)平衡的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
題目:有一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿,一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,另一端固定在光滑的水平軸上,小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為v1,在最低點(diǎn)時(shí)的速度為v2,且v2> v1。求桿在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)處的張力差值。
解析:
1. 確定桿的受力情況:在最高點(diǎn)處,桿對(duì)小球有向下的拉力,而在最低點(diǎn)處,桿對(duì)小球有向上的支持力。
在最高點(diǎn)處:mg + F1 = mv1^2/L
在最低點(diǎn)處:F2 - mg = mv2^2/L
其中,F(xiàn)1和F2分別為最高點(diǎn)和最低點(diǎn)處的張力差值。
3. 解方程求解:將已知條件代入方程中,得到F1和F2的表達(dá)式,再解出F1和F2的值。
解得:F1 = (v1^2 - v2^2)g/L,F(xiàn)2 = (v2^2 + v1^2)g/L
所以,桿在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)處的張力差值為(v2^2 - v1^2)g。
答案:張力差值為(v2^2 - v1^2)g。
這道題目考察了動(dòng)態(tài)平衡的概念和相關(guān)方程的求解方法,需要考生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律和向心力公式有較好的理解。