- 高三物理动态平衡概念题
高三物理动态平衡概念题有很多,以下列举几个例子:
1. 细线一端拴一小球,细线的另一端固定,给小球一个初速度,让小球在水平面内做匀速圆周运动。改变小球的初速度大小,观察小球的周期变化,会发现当小球的初速度越大时,周期越小。试分析说明原因。
2. 如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有一根长直导线通以垂直于斜面向上的电流I,并固定在斜面上。有一个质量为m的光滑导体一端连接在导线正下方的A点,并与导轨保持垂直。现给导体一个水平向右的初速度v0,导体将沿导轨运动到B点,问:
a) 在导体从A运动到B的过程中,导体上哪一部分先达到动态平衡?
b) 导体在运动过程中,AB杆所受安培力的大小随时间如何变化?
3. 如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有一根长直导线通以垂直于斜面向上的恒定电流。有一个质量为m的带电液滴恰好静止在斜面顶端A处。已知带电液滴的电荷量与质量之比为q/m=k,重力加速度为g。现给液滴一个水平向右的外力F的作用,液滴由静止开始运动,当液滴沿斜面运动到B点时撤去外力F,液滴恰好沿斜面下滑到A点。求:
a) 在液滴运动过程中AB杆所受安培力的大小和方向;
b) 外力F随时间变化的关系式。
以上题目均涉及到动态平衡的概念和相关分析,需要考生对物理概念和规律有较好的理解。
相关例题:
例题:
【问题】一个质量为m的物体,在平行于斜面向上的恒力F的作用下,沿光滑斜面匀加速上升。斜面的倾角为θ,试分析物体在运动过程中的动态平衡问题。
【分析】
物体在斜面上匀加速上升,受到重力、支持力和拉力三个力的作用。由于物体处于动态平衡状态,重力沿斜面向下的分力与拉力F大小相等、方向相反,重力竖直分力与支持力平衡。
【解答】
在运动过程中,当拉力F大小发生变化时,重力沿斜面向下的分力也会随之变化。当重力沿斜面向下的分力增加时,支持力也会相应减小,而重力竖直分力保持不变。由于物体仍然处于动态平衡状态,重力沿斜面向下的分力与拉力F大小相等、方向相反,因此物体仍然会匀加速上升。
【结论】
在动态平衡过程中,各个力的大小和方向都会随着系统状态的变化而变化,但它们之间的合力始终为零,物体仍然处于平衡状态。因此,在解决动态平衡问题时,需要仔细分析各个力的变化情况,并找到它们之间的平衡关系。
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