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在高中物理試題中,有關(guān)圓周運(yùn)動的試題出現(xiàn)的頻率一直都很高,也有一定的難度,如果再與動力學(xué)連接體相結(jié)合,那難度就會更大一點(diǎn)。我們一概提倡在教學(xué)中重視對高考試題的解答和研究,但發(fā)現(xiàn)了高考試題的不足和錯誤也要及時指出并糾正,絕不是盲目刷題。今天,我們再次對2024年高考江蘇卷物理試題中的一道有關(guān)“圓周運(yùn)動”的選擇題做一些評析。
試題一:11.如圖所示,輕繩的一端拴一個蜂鳴器,另一端穿過豎直管握在手中。蜂鳴器在水平面a內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,緩慢下拉繩子,使蜂鳴器升高到水平面b內(nèi)繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動。不計空氣阻力和摩擦力,與升高前相比,蜂鳴器(A)角速度不變(B)線速度減小
(C)向心加速度增大(D)所受拉力大小不變來源:2024年高考物理(江蘇卷)選擇題第11題——江蘇省教科院中小學(xué)教學(xué)研究室,答案:C。注意:關(guān)于這道試題,網(wǎng)上還有其他版本,但其中有較為明顯的錯誤!多年來,江蘇高考物理試題都是單獨(dú)命題,可以說是難易特別“靈活”,各學(xué)校模擬試題更是深淺隨意,有時候簡直是無法解答!2024年這道題(不少老師是用角動量守恒定律進(jìn)行解答的)就達(dá)到了大學(xué)物理相應(yīng)題目的難度。試題二:5.1.10、如圖所示,一條不可伸長的細(xì)繩穿過豎直放置的管口光滑的細(xì)管,一端系一個質(zhì)量為0.5g的小球,小球沿水平面做圓周運(yùn)動。最初l1=2m,θ1=30°,后來繼續(xù)向下拉繩使小球以θ2=60°沿水平面做圓周運(yùn)動,求小球最初的速度v1、最后的速度v2,以及繩對小球做的總功。
【答案】見解析?!緛碓础科胀ㄎ锢韺W(xué)教程《力學(xué)》第四版(漆安慎、杜禪英),第五章末有類似題目如下,題5.1.10(大學(xué)物理習(xí)題)。【解析】:
這道大學(xué)物理習(xí)題的解答,當(dāng)然也要用到角動量守恒定律!試題三:如圖所示,不可伸長的柔軟細(xì)繩穿過固定豎直放置的細(xì)管,兩端拴著質(zhì)量分別為m和M的小球。當(dāng)小球m繞細(xì)管的幾何軸勻速轉(zhuǎn)動時,m到管口的繩長為l,繩與豎直方向的夾角為θ,小球M處于靜止?fàn)顟B(tài)。細(xì)管處處光滑,其半徑可忽略不計,重力加速度為g。下列說法正確的是(
)
C.向下緩慢拉動M的過程中,夾角θ變小D.向下緩慢拉動M的過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能減少【答案】B【難度】0.65【來源】北京市朝陽區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期11月期中檢測物理試題【知識點(diǎn)】動態(tài)平衡問題、圓錐擺問題、常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化【詳解】A.小球m在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有解得
故A錯誤;
B.小球m的運(yùn)動周期為
向下緩慢拉動M的過程中,F(xiàn)增大,夾角θ變大,故C錯誤;D.向下緩慢拉動M的過程中,拉力對系統(tǒng)做正功,系統(tǒng)的機(jī)械能增加,故D錯誤。故選B。這道題是北京朝陽區(qū)2023年11月的期中考試題,上邊解析中關(guān)于選項(xiàng)C錯誤的理由并不充分!其難度同樣達(dá)到了大學(xué)物理的程度!試題四:49.一不可伸長的細(xì)線穿過光滑桌面上的小孔,一端系質(zhì)量為m的小球,另一端系質(zhì)量為M的重物,如圖6-33所示。小球在桌面上以角速度ω,做勻速圓周運(yùn)動,重物靜止不動。若重物受到豎直向上或向下的擾動。試證明重物將做上、下的簡諧振動,并求振動頻率?!緛碓础繘]有查到??赡苁钦n外教輔資料上的習(xí)題。其難度同樣不小,
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