- 高考物理知识板块33
高考物理知识板块33主要包括动量守恒定律的应用、碰撞、反冲运动、火箭、板块法测动量守恒、弹性碰撞。这些内容都是高考物理常考的知识点,需要考生重点掌握。
相关例题:
例题:
一质量为 m 的小球,用长为 L 的细线悬挂于 O 点,小球与一质量为 M 的木块碰撞,碰撞后木块的速度为 v1,而小球的速度为 v2。已知 M>m,不计空气阻力。
(1)若细线竖直,求碰撞后细线受到的最大拉力;
(2)若细线与竖直方向成一定角度,求碰撞后细线受到的最大拉力与竖直方向成多少度角时拉力最大。
解析:
(1)当细线竖直时,小球在最低点时速度最大,此时小球受到向上的拉力和向下的重力。根据动量守恒定律,有:mv2 = (m+M)v1v2 = v1 + v3v3 是小球的末速度,方向向上。由于小球在最低点时速度最大,所以此时细线受到的最大拉力最大。根据牛顿第二定律,有:F - mg = m(v3 - v2) / L解得:F = (M + m)g + m(v3 - v2) / L由于不知道 v3 的具体大小和方向,所以无法求出具体的最大拉力。
(2)当细线与竖直方向成一定角度时,小球在最低点时速度最大,此时细线受到的拉力最大。根据动量守恒定律,有:mv2cosθ - Mv1 = (m + M)v4v4 是小球的末速度,方向向上。由于不知道 θ 的具体大小和方向,所以无法求出具体的最大拉力。但是可以求出拉力最大的时刻。根据牛顿第二定律,有:F - mg - Fy = m(v4 - v2cosθ) / L其中 Fy 是细线的法向分力。当 Fy = 0 时,拉力最大。根据向心力公式,有:Fy = mω²(Lcosθ)²其中 ω 是小球的角速度。解得:θ = 45°时,拉力最大。
答案:
碰撞后细线受到的最大拉力与竖直方向成45°角时拉力最大。
总结:本题主要考查了动量守恒定律和牛顿第二定律的应用,需要仔细分析题目中的条件和细节,才能得到正确的答案。在解答过程中需要注意速度的方向和大小,以及向心力的来源和方向。
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