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、周期等隨小球位置變化的情況。
2. 圓錐擺,這是一個特殊的簡諧運動,主要涉及到擺角和周期的關系。
3. 汽車過拱橋和航天器中的圓周運動,涉及到最高點的最小速度、向心力的來源等問題。
4. 細繩或桿對物體的彈力作為向心力,這種類型的問題是高考的重點和難點。
5. 帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動,這類問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式。
6. 摩擦輪與物體的相互作用,涉及到“越不過”和“拉回來”兩種情況。
7. 圓錐軸線上的小物體做圓周運動,這類問題通常需要理解物體在最高點和最低點時,向心力來源和大小。
以上是高考物理圓周運動的一些主要內容,考生可以根據這些內容進行復習和準備。
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為零。求:
(1)小球在最高點時的速度大小;
(2)小球在最高點時受到的支持力;
(3)小球在圓形軌道上運動時,在何處離開軌道做平拋運動?
解答:
(1)小球在最高點時,受到重力 mg 和軌道的支持力 N。由于小球對軌道的壓力為零,所以 N 與 mg 大小相等、方向相反。根據牛頓第二定律,有:
mg = mv^2/R
解得:v = sqrt(gR)
即小球在最高點時的速度大小為 sqrt(gR)。
(2)根據牛頓第三定律,小球在最高點時受到的支持力 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動時,在離開圓形軌道后高度為 (v0^2 - gR)^2/(2gR) - R 處離開軌道做平拋運動。
希望這個例子能夠幫助您理解高考物理中的圓周運動相關知識!