2019年高考物理 名校模拟试题分项解析40热点 专题06 圆周运动

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1、专题06圆周运动一.选择题1.(2018江苏高考物理)火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°.在此10s时间内,火车(A)运动路程为600m(B)加速度为零(C)角速度约为1rad/s(D)转弯半径约为3.4km【参考答案】AD【命题意图】本题考查匀速圆周运动及其相关知识点。2.(2018高考天津理综)滑雪运动深受人民群众的喜爱,某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中A.所受合外力始终为零

2、B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零D.机械能始终保持不变【参考答案】C【名师解析】由于滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,做曲线运动,具有加速度,所受合外力一定不为零,选项A错误;由于运动员对滑道的压力变化,根据滑动摩擦力公式可知,所受摩擦力大小变化,选项B错误;由于运动员的速率不变,根据动能公式可知运动员动能不变,根据动能定理,合外力做功一定为零,选项C正确;由于运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,动能不变,重力势能变化,所以机械能变化,选项D错误。【点睛】考查了曲线运动、圆周运动、动能定理等;知道曲线运动过程中速度时

3、刻变化,合力不为零;在分析物体做圆周运动时,首先要弄清楚合力充当向心力,然后根据牛顿第二定律列式,基础题,难以程度适中。二.计算题1.(12分)(2018浙江温州期末)如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高。质量m=0.4kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D点,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)如果滑块到达C点时对轨道压力为3N,求滑块从A点沿斜面滑下时初速度v

4、0大小;(3)如果在A点给滑块沿斜面向下的初速度,使滑块能沿着圆轨道从C点离开轨道,落到AB斜面上,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的最长时间。【名师解析】(1)滑块由A到D过程,根据动能定理,有:mgR﹣μmgcos37°•=0代入数据解得:μ=tan37°=0.375(3)滑块恰好能到达C点时,离开C点平抛运动下落的高度最大,所用时间最长。在C点有:mg=m可得:vC′=2m/s滑块离开C后做平抛运动,水平方向有:x=vC′t竖直方向上有:h=gt2。水平和竖直位移间的关系为:tan37°=代入整理得:5t2+3t﹣0.8=0解得t=0.2s,即滑块从C

5、点飞出至落到斜面上所经历的最长时间是0.2s。小球从A点运动到B点的过程机械能守恒,以B点位置为重力势能零点,则有mgh=解得h=4R(3分)4.(2019北京海淀期中反馈题)图14是离心轨道演示仪结构示意图。光滑弧形轨道下端与半径为R的光滑圆轨道相接,整个轨道位于竖直平面内。质量为m的小球从弧形轨道上的A点由静止滑下,进入圆轨道后沿圆轨道运动,若小球通过圆轨道的最高点时对轨道的压力与重力等大。小球可视为质点,重力加速度为g,不计空气阻力。求:(1)小球运动到圆轨道的最高点时速度的大小;(2)小球开始下滑的初始位置A点距水平面的竖直高度h;(3)小球从更高的位

6、置释放,小球运动到圆轨道的最低点和最高点时对轨道的压力之差。【名师解析】.(1)小球经过最高点,轨道的压力N=mg,依据牛顿第三定律可知小球对轨道压力为mg,由牛顿第二定律有:mg+mg=解得v=(2)小球自A点下滑至圆轨道最高点的过程,依据动能定理有mg(h-2R)=mv2解得h=5.(20分)(2018高考全国理综III)如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心,OA和OB之间的夹角为α,sinα=3/5,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程

7、中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求:(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;(2)小球到达A点时动量的大小;(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间。【命题意图】本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点,意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力。

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