- 高考物理变轨题型
高考物理变轨题型主要有以下几种:
1. 细绳一端系着物体,另一端固定,绳被拉直时,物体在光滑水平面上做匀速圆周运动。当绳子突然断了以后,物体将沿圆周的切线方向飞出,在运动过程中,物体受到指向圆心的合外力,由于这个合外力不断变化,所以物体的速度也不断变化,因此物体在运动过程中会不断改变运动轨迹。
2. 两个天体间存在万有引力,天体在相互靠近的过程中,万有引力做正功,天体的动能增加,天体靠近到不能再靠近时,万有引力做负功,天体的动能减少。天体的动能转化为相互靠近时克服引力做功而消耗的势能。两个天体之间距离减小的过程中,天体间引力增大,天体间的距离达到最小值时,两个天体相接触并紧密靠在一起。
3. 两个带电粒子(不计重力)经电压不同的电场加速后发生正碰,碰撞前后的总动能不变。碰撞前后的总动能不变是由于碰撞前后粒子的速度方向相反,动量守恒。碰撞前后的总动能不变是由于碰后每个粒子具有的动能与粒子的质量和加速电压有关。碰撞前后的总动能不变是碰撞前后粒子的速度大小发生了变化而引起的。
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高考物理变轨题型还有带电粒子在复合场中的运动、小船渡河问题、连接体问题、弹簧类问题、多过程问题等等。这些变轨题型主要考察学生的物理思维和解题能力,需要学生在平时的学习中注重培养自己的物理思维和解题能力。
相关例题:
【原题】
竖直平面内的圆弧轨道固定在水平地面上,直径AB与水平轨道BC相切于B点,一质量为m的小物块从圆弧轨道顶端A点静止释放,滑下后从C点进入水平轨道,最后停在D点。已知圆弧轨道的半径为R,物块与轨道的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)物块在圆弧轨道上运动到C点时的速度大小;
(2)物块在水平轨道上滑行的距离s。
【分析】
(1)物块从A到C的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律列式求解;
(2)物块从C到D的过程中,根据动能定理列式求解。
【解答】
(1)设物块在C点的速度为vC,根据机械能守恒定律得:
mgR = (mvC²)/2
解得:vC = √(2gR)
(2)设物块在水平轨道上滑行的距离为s,根据动能定理得:
μmgS = 0 - (mvC²)/2
解得:S = 2R
【变式】
若圆弧轨道半径增大到原来的两倍,其他条件不变,求物块在水平轨道上滑行的距离s′。
【分析】
将问题变式为半径变化的问题时,需要将原来的轨道半径代入动能定理的表达式中,再求解s′。
【解答】
解:设物块在水平轨道上滑行的距离为s′,根据动能定理得:
μmgS′ = 0 - (mvC²)/2
又因为R变为原来的两倍,所以vC变为原来的四分之一,代入数据可得:
S′ = 8R。
所以物块在水平轨道上滑行的距离变为原来的四倍。
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