高中物理探究物理學(xué)中的不變量

探究物理學(xué)中的不變量其實(shí)美無處不在缺少的是發(fā)現(xiàn)她的眼睛物理學(xué)中的不變量其實(shí)也很多，需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、總結(jié)動(dòng)量守恒、能量守恒……

【例1】如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy,該平面內(nèi)有AM、BM、CM三條光滑固定軌道,其中A、C兩點(diǎn)處于同—個(gè)圓上,C是圓上任意一點(diǎn),A、M分別為此圓與y、x軸的切點(diǎn).B點(diǎn)在y軸上且∠BMO=60°,O'為圓心.現(xiàn)將a、b、c三個(gè)小球分別從A、B、C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放,它們將沿軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn),若所用時(shí)間分別為tA、tB、tC,則tA、tB、tC的大小關(guān)系是

(

)A.tA<tC<tBB.tA=tC=tBC.tA=tC<tBD.由于C點(diǎn)的位置不確定,無法比較時(shí)間大小關(guān)系CABCDx2R如圖，將光滑長(zhǎng)平板的下端置于鐵架臺(tái)水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)Q處?kù)o止釋放，物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時(shí)間t將（）A.逐漸增大B.逐漸減小 C.先增大后減小D.先減小后增大DA如圖所示有一個(gè)傾角為θ的斜面，斜面上方有一個(gè)固定點(diǎn)A,假如你是一個(gè)設(shè)計(jì)師，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)光滑直軌道，讓物體從A點(diǎn)由靜止滑到斜面上的時(shí)間最短。ABO請(qǐng)思考：如果考慮摩擦力呢？ABCx2R【例2】?jī)筛L(zhǎng)度不同的細(xì)線下面分別懸掛著小球,細(xì)線上端固定在同一點(diǎn).若兩個(gè)小球以相同的角速度,繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則兩個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中的相對(duì)位置關(guān)系示意圖正確的是

(

)BC(2021·南師附中5月模擬)質(zhì)量相同的小球1、2用輕質(zhì)細(xì)線連接,小球1用輕質(zhì)細(xì)線系于O點(diǎn),兩細(xì)線長(zhǎng)度相同,小球1、2繞豎直軸OO'做勻速圓周運(yùn)動(dòng),空氣阻力忽略不計(jì),下列四個(gè)圖中可能正確的是 (

)Cr1r2T1T2mg(2018?南京、鹽城一模)如圖所示,質(zhì)量相等的甲、乙兩個(gè)小球,在光滑玻璃漏斗內(nèi)壁做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),甲在乙的上方,則它們運(yùn)動(dòng)的 ()A.向心力F甲>F乙B.線速度v甲>v乙C.角速度ω甲>ω乙D.向心加速度a甲>a乙B【例3】如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)，兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2∶1。用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd，經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間以后()A.金屬棒ab、cd都做勻速運(yùn)動(dòng)B.金屬棒cd所受安培力的大小等于2F/3C.金屬棒ab上的電流方向是由a向bD.兩金屬棒間距離保持不變B若給cd一個(gè)初速度v0,最終什么結(jié)果?兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2∶1若ab和cd所在導(dǎo)軌寬度不同,最終什么結(jié)果?速度相等?動(dòng)量守恒??如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，電流表示數(shù)為I1，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2，通過R2和R3的電流分別為I2、I3閉合開關(guān)S，將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)從b端向a端移動(dòng)過程中，問：?(2021·南京模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球用兩根細(xì)線OA、OB連接，細(xì)線OA的另一端連接在車廂頂，細(xì)線OB另一端連接于側(cè)壁，細(xì)線OA與豎直方向的夾角為θ＝37°，OB保持水平，重力加速度大小為g，車向左做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)OB段細(xì)線拉力為OA段拉力的兩倍時(shí)，小車的加速度大小為()A．g

B.gC.g

D.g如圖所示,光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi),一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng).已知小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為N1,在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為N2.重力加速度大小為g,則N1-N2的值為

(

)A.3mg

B.4mgC.5mg

D.6mg2018年全國(guó)卷3①②4.如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過程中，物塊的動(dòng)能與水平位移x關(guān)系的圖象是（）2020年江蘇卷

A

注意：①此“協(xié)議”與有無摩