高中物理高考必备物理生活中的圆周运动技巧全解及练习题(含答案).docx

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1、高中物理高考必备物理生活中的圆周运动技巧全解及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，BC为半径r22m竖直放置的细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末5端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球过C点时速度大小不变，小球冲出C点后经过9s再次回到C点。（g＝10m/s2）求：8（1）小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多大？（2）小球第一次过C点时轨道

2、对小球的支持力大小为多少？（3）若将BC段换成光滑细圆管，其他不变，仍将小球从A点以v0水平抛出，且从小球进入圆管开始对小球施加了一竖直向上大小为5N的恒力，试判断小球在BC段的运动是否为匀速圆周运动，若是匀速圆周运动，求出小球对细管作用力大小；若不是匀速圆周运动则说明理由。【答案】（1）2m/s（2）20.9N（3）52N【解析】【详解】（1）小球从A运动到B为平抛运动，有：rsin45°＝v0tgt在B点有：tan45°v0解以上两式得：v0＝2m/s（2）由牛顿第二定律得：小球沿斜面向上滑动的加速度：mg

3、sin45mgcos45gsin45+°μgcos45＝°82m/s2a1m小球沿斜面向下滑动的加速度：mgsin45mgcos45gsin45﹣°μgcos45°＝22m/s2a2m设小球沿斜面向上和向下滑动的时间分别为t1、t2，由位移关系得：11121222atat229又因为：t1+t2s8解得：t133s，t2s84小球从C点冲出的速度：vC＝a1t1＝32m/s在C点由牛顿第二定律得：N﹣mg＝mvC2r解得：N＝20.9N（3）在B点由运动的合成与分解有：vBv022m/ssin45因为恒力为5N

4、与重力恰好平衡，小球在圆管中做匀速圆周运动。设细管对小球作用力大小为F由牛顿第二定律得：F＝mvB2r解得：F＝52N由牛顿第三定律知小球对细管作用力大小为52N，2．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的1光滑圆弧轨道AB，与水平地面相切于B4点。现将AB锁定，让质量为m的小滑块P（视为质点）从A点由静止释放沿轨道AB滑下，最终停在地面上的C点，C、B两点间的距离为2R．已知轨道AB的质量为2m，P与B点右侧地面间的动摩擦因数恒定，B点左侧地面光滑，重力加速度大小为g，空气阻力不计。（1）求P刚滑到圆弧轨道的底

5、端B点时所受轨道的支持力大小N以及P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ；（2）若将AB解锁，让P从A点正上方某处Q由静止释放，P从A点竖直向下落入轨道，最后恰好停在C点，求：①当P刚滑到地面时，轨道AB的位移大小x1；②Q与A点的高度差h以及P离开轨道AB后到达C点所用的时间t。【答案】（1）P刚滑到圆弧轨道的底端B点时所受轨道的支持力大小N为3mg，P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ为0.5；（2）若将AB解锁，让P从A点正上方某处Q由静止释放，P从A点竖直向下落入轨道，最后恰好停在C点，①当P刚滑到地面时，轨道A

6、B的位移大小x1为R；②Q与A点的高度差h为R，P离开轨道AB后到达C点所用的时间32t为132R。6g【解析】【详解】（1）滑块从A到B过程机械能守恒，应用机械能守恒定律得：mgR=1mvB2，2在B点，由牛顿第二定律得：N-mg=mvB2，R解得：vB=2gR，N=3mg，滑块在BC上滑行过程，由动能定理得：-μmg?2R=0-1mvB2，2代入数据解得：μ=0.5；（2）①滑块与轨道组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv-2mv2=01mRx1-2mx1=0，tt解得：x1=

7、R；3②滑块P离开轨道AB时的速度大小为vB，P与轨道AB组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mvB-2mv=0，由机械能守恒定律得：mg（R+h）=1mvB212mv2，22解得：h=R；2x1P向右运动运动的时间：t1=，P减速运动的时间为t2，对滑片，由动量定理得：-μmgt2=0-mvB，运动时间：t=t1+t2，解得：t=132R；6g3．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，

8、经过0.3s后又恰好与倾角为450的斜面垂直相碰．已知半圆形管道的半径为R1m，小球可看作质点且其质量为m1kg，g10m/s2，求：（1）小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；（2）小球通过管道上B点时对管道的压力大小和方向．【答案】（1）0.9m；（2）1N【解析】【分析】（1）根据平抛运动时间求得在C点竖直分速度，然后由速度方向求得v，即可根据平抛运动水平方向为匀速运动