2014年全國卷高考物理包括以下內容:
力學部分。主要內容有運動的描述(質點運動學)、牛頓運動定律等。
電磁學部分。主要內容有電場、磁場和電磁感應等。
熱學部分。主要內容有分子動理論、熱力學定律等。
光學和原子核物理部分。這兩部分內容所占分值較少,高中一般不會作為重點講解。
此外,還會涉及到物理實驗的一些基本儀器和操作。請注意,具體的內容可能會因不同的地區和學校而有所差異。
題目:
一個質量為m的小球,從高度為h處自由下落,當它速度達到6m/s時,發生與豎直面內的一個半徑為R的光滑圓環接觸,已知小球在圓環中可以作勻速圓周運動。求:
(1)小球在圓環中做勻速圓周運動的線速度大小;
(2)為使小球不脫離圓環,圓環的半徑應滿足什么條件?
解答:
(1)根據自由落體運動規律,小球從高度h處自由下落,其速度達到6m/s時的時間為:
t = sqrt(2h/g) = sqrt(2 5 2) = 2s
小球在圓環中做勻速圓周運動時,其向心力由重力提供,因此有:
mg = mv^2 / r
解得小球在圓環中做勻速圓周運動的線速度大小為:
v = sqrt(gr) = sqrt(10 6) = 6sqrt(5) m/s
(2)為使小球不脫離圓環,其向心力應小于等于圓環對它的最大靜摩擦力。因此有:
mgcosθ <= μmgsinθ
其中θ為小球與豎直面的夾角。當小球在圓環中做勻速圓周運動時,θ為90度。因此有:
R <= sqrt(v^2 - (vsinθ)^2) / (gsinθ) <= sqrt(v^2 / g)
解得:R >= sqrt(365 - 36) / 10 = 3.6 m
所以,為使小球不脫離圓環,圓環的半徑應滿足的條件是:R >= 3.6 m。