高三物理几何模型题及答案的相关例题参考如下:
1. 【答案】C。解析:连接AC,以AC为边作正方形,则正方形ABCD面积最大时,四边形ABCD为正方形,此时$OB = OC$,即$OB = frac{1}{2}OA$,选项C正确。
2. 【答案】D。解析:当圆心在AB的垂直平分线上时,圆半径最大,此时四边形面积最大,选项D正确。
3. 【答案】C。解析:当圆心在AB的中垂线上时,四边形面积最大,此时$OB = frac{1}{2}OA$,选项C正确。
4. 【答案】C。解析:连接AC,以AC为边作正方形,则当正方形面积最大时四边形面积最大,此时$OB = OC$,选项C正确。
5. 【答案】D。解析:连接AC,以AC为直径作圆,则当圆与圆$O$相切时四边形面积最大,此时$OB = frac{1}{2}OA$,选项D正确。
以上题目中都涉及到了几何模型中的圆和三角形的问题,解答时需要结合几何知识和物理知识进行求解。
相关例题:
1. 如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物体A和B,弹簧处于原长时其上端位于物体B的正上方,物体A和B的质量分别为m和M,且M > m。开始时系统静止在某一位置上,现用一恒定的推力F沿斜面方向推物体B,使B开始运动后立即撤去推力F。求从撤去推力到物体B刚要开始向上运动的过程中弹簧的最大弹性势能。
【分析】
对整个系统运用动能定理和胡克定律列式求解即可。
【解答】
对整个系统运用动能定理得:$(F - mgsintheta - kx)t = 0 - (M + m)gLsintheta$;
对弹簧运用胡克定律得:$kx = Mgsintheta - k(L - x)$;
联立解得:$x = frac{Ft}{M + m} - frac{MmgLsintheta}{M + m} + frac{mgLsintheta}{M + m}$;
所以弹簧的最大弹性势能为:$frac{Ft}{M + m} - frac{MmgLsintheta}{M + m}$。
2. 如图所示,在倾角为θ的斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物体A和B,弹簧处于原长时其上端位于物体B的正上方,物体A和B的质量分别为m和M(M > m),且M = 2m。开始时系统静止在某一位置上,现用一恒定的推力F沿斜面方向推物体B使B开始运动后立即撤去推力F。求从撤去推力到物体B刚要开始向上运动的过程中弹簧的最大弹性势能。
【分析】
对整个系统运用动能定理和胡克定律列式求解即可。
【解答】
对整个系统运用动能定理得:$(F - mgsintheta - kx)t = 0 - (M + m)gLsintheta$;
对弹簧运用胡克定律得:$kx = (M - m)gsintheta - k(L - x)$;
联立解得:$x = frac{Ft}{M + m} - frac{MgLsintheta}{M + m} + frac{mgLsintheta}{M}$;
所以弹簧的最大弹性势能为:$frac{MgLsintheta}{M + m}$。
以上题目中都涉及到了几何模型中的弹簧问题,解答时需要结合物理知识和几何知识进行求解。
题目:
如图所示,在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道,一个质量为m的小物块在A点时,它对轨道的压力恰好为零,已知小物块与轨道间的动摩擦因数为μ,求小物块运动到圆轨道末端B点时的速度大小。
答案:
小物块在A点时受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用。由于支持力为零,所以摩擦力大小为mg。根据动能定理,有:
-μmgx = 0 - 0
其中x为小物块在圆弧轨道上运动的位移。由于小物块从A点运动到B点的过程中,只有重力做功,所以小物块在B点的速度大小与它在A点的速度大小相等。根据机械能守恒定律,有:
mgR = 0.5mv^2
联立以上两式可得:
v = sqrt(2gR)
相关例题:
如图所示,一个质量为m的小物块从斜面顶端A点静止下滑,经过B点时对斜面的压力为F,已知斜面与水平地面间的夹角为θ,求小物块在斜面上运动时的加速度大小。
答案:
小物块在斜面上受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用。根据牛顿第二定律,有:
F + mgcosθ - μgsinθ = ma
其中s为小物块在斜面上运动的位移。由于小物块从A点运动到B点的过程中,重力做功,支持力不做功,所以小物块的加速度大小与它在A点的加速度大小相等。根据机械能守恒定律,有:
mgh = 0.5mv^2
其中h为小物块在斜面上运动的高度。联立以上两式可得:
a = g(h/s + cosθ) - μsinθ
注意:以上公式中的高度h和位移s需要自己根据题目中的条件进行计算。
高三物理几何模型题及答案和相关例题常见问题
一、绳模型
例1:一轻绳上端固定,下端连着一个小球,现用力慢慢向下拉绳,当绳被拉直后,小球将在竖直平面内做匀速圆周运动。请回答下列问题:
1. 小球在运动过程中加速度的大小和方向。
答案:小球在运动过程中加速度的大小为$g$,方向指向圆心。
例2:一轻绳上端固定,下端连着一个小球,现用力慢慢向下拉绳,当小球到达最高点时,绳的张力大小为$T$,求小球到达最低点时的速度大小。
答案:$T = mg$时,绳张力最小为$mg$;$T > mg$时,绳张力随速度的增大而增大;$T < mg$时,绳张力随速度的增大而减小。
二、杆模型
例3:一轻杆一端固定一个质量为$m$的小球,以另一端为固定转轴,使小球在竖直平面内做匀速圆周运动,小球到达最高点时受到的压力大小为$mg$,求小球到达最低点时的速度大小。
答案:小球在最低点的速度大于在最高点的速度。
三、斜面模型
例4:一质量为$m$的小物块从斜面顶端静止开始下滑,已知斜面倾角为$theta $,物块与斜面间的动摩擦因数为$mu $,求物块下滑的最大距离。
答案:物块下滑的最大距离为$frac{mgsintheta}{mu g}$。
四、圆周运动模型
例5:一质量为$m$的小球在竖直平面内做圆周运动,已知小球在最低点的速度大小为$v_{1}$,在最高点的速度大小为$v_{2}$,求小球在运动过程中受到的摩擦力最大值。
答案:小球在运动过程中受到的摩擦力最大值为$mu mg$。
以上就是高三物理几何模型题及答案和相关例题常见问题,希望可以帮助到你。