- 高三物理竖直平面讲解
高三物理竖直平面讲解主要包括以下内容：
1. 竖直平面内的圆周运动：常见的圆周运动问题有水流星、竖直平面内的绳模型和杆模型，以及过山车模型等。
2. 向心力的表达式：F=mv²/r和F=mω²(v是线速度，r是半径，ω是角速度)。
3. 临界状态和极值问题：比如绳的拉力突然消失或不足mg、物体在竖直平面内做圆周运动恰好通过最高点等等。
4. 能量守恒定律：在绳模型和杆模型中，通常运用机械能守恒来解题。
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相关例题：
例题：竖直平面内的圆周运动
一、问题背景
在高三物理学习中，竖直平面内的圆周运动是一个重要的知识点。它涉及到物体的动力学和能量守恒，是考察学生物理综合能力的一个典型题目。
二、问题描述
假设有一个小球，在竖直平面内做圆周运动，已知初始位置在圆周的最低点，且已知小球的起始速度方向与竖直方向的夹角为θ。求小球能够到达的最大高度。
三、解题思路
1. 确定运动轨迹：小球在竖直平面内做圆周运动，其运动轨迹为圆弧。
2. 受力分析：小球在运动过程中，受到重力和绳子的拉力。在最高点时，拉力与重力的合力提供向心力。
3. 运用动力学和能量守恒：根据牛顿第二定律和能量守恒定律，可以求出小球能够到达的最大高度。
四、解题过程
【解】
设小球能够到达的最大高度为h，根据题意，初始速度方向与竖直方向的夹角为θ。
1. 确定运动轨迹：小球在竖直平面内做圆周运动，其运动轨迹为圆弧。
2. 受力分析：小球在运动过程中，受到重力和绳子的拉力。在最高点时，拉力与重力的合力提供向心力。
根据牛顿第二定律，可得：$F - mg = mfrac{v^{2}}{r}$（其中F为绳子对小球的拉力，g为重力加速度，r为圆的半径）
3. 运用动力学和能量守恒：根据能量守恒定律，初始动能全部转化为重力势能和绳子的弹性势能。
初始动能：$E_{k0} = frac{1}{2}mv^{2}$（其中m为小球的质量）
最高点时，小球的机械能守恒：$E_{k0} = mgh + frac{1}{2}kDelta x^{2}$（其中k为绳子的弹性系数，Δx为绳子伸长的长度）
联立以上三式可得：$h = frac{v^{2}cos^{2}theta}{g} - frac{rcos^{2}theta}{k}$
当小球到达最高点时，速度为零，即$v = 0$时，小球能够到达的最大高度为：$h_{max} = frac{rcos^{2}theta}{k}$
所以，小球能够到达的最大高度为$h = frac{rcos^{2}theta}{k} - frac{rcos^{2}theta}{g}$
五、总结与反思
本题主要考察了竖直平面内的圆周运动的基本概念和受力分析方法。通过运用动力学和能量守恒定律，可以求出小球能够到达的最大高度。在实际应用中，需要注意初始速度的方向和大小对结果的影响。同时，对于更复杂的竖直平面圆周运动问题，还需要考虑其他因素如摩擦力、空气阻力等。
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