高考物理中的圓周運(yùn)動(dòng)包括以下幾種:
1. 繩或桿帶動(dòng)小物體做圓周運(yùn)動(dòng),主要涉及到物體的加速度、速度、周期等隨小球位置變化的情況。
2. 圓錐擺,這是一個(gè)特殊的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),主要涉及到擺角和周期的關(guān)系。
3. 汽車(chē)過(guò)拱橋和航天器中的圓周運(yùn)動(dòng),涉及到最高點(diǎn)的最小速度、向心力的來(lái)源等問(wèn)題。
4. 細(xì)繩或桿對(duì)物體的彈力作為向心力,這種類(lèi)型的問(wèn)題是高考的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
5. 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),這類(lèi)問(wèn)題需要理解洛倫茲力提供向心力的原理,以及粒子的能量表達(dá)式。
6. 摩擦輪與物體的相互作用,涉及到“越不過(guò)”和“拉回來(lái)”兩種情況。
7. 圓錐軸線上的小物體做圓周運(yùn)動(dòng),這類(lèi)問(wèn)題通常需要理解物體在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí),向心力來(lái)源和大小。
以上是高考物理圓周運(yùn)動(dòng)的一些主要內(nèi)容,考生可以根據(jù)這些內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)和準(zhǔn)備。
題目:一質(zhì)量為 m 的小球以初速度 v0 沿水平方向進(jìn)入一個(gè)半徑為 R 的豎直圓形軌道,已知小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為零。求:
(1)小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的支持力;
(3)小球在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),在何處離開(kāi)軌道做平拋運(yùn)動(dòng)?
解答:
(1)小球在最高點(diǎn)時(shí),受到重力 mg 和軌道的支持力 N。由于小球?qū)壍赖膲毫榱悖?N 與 mg 大小相等、方向相反。根據(jù)牛頓第二定律,有:
mg = mv^2/R
解得:v = sqrt(gR)
即小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為 sqrt(gR)。
(2)根據(jù)牛頓第三定律,小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的支持力 N' 與 N 大小相等、方向相反。因此,N' = mg。
即小球在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),在離開(kāi)圓形軌道后高度為 (v0^2 - gR)^2/(2gR) - R 處離開(kāi)軌道做平拋運(yùn)動(dòng)。
希望這個(gè)例子能夠幫助您理解高考物理中的圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)!