高中物理生活中的圆周运动的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案).docx

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1、高中物理生活中的圆周运动的基本方法技巧及练习题及练习题(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，水平长直轨道AB与半径为R=0.8m的光滑1竖直圆轨道BC相切于B，BC4与半径为r=0.4m的光滑1竖直圆轨道CD相切于C，质量m=1kg的小球静止在A点，现用4F=18N的水平恒力向右拉小球，在到达AB中点时撤去拉力，小球恰能通过D点．已知小球与水平面的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．求：（1）小球在D点的速度vD大小；（2）小球在B点对圆轨道的压力NB大小；（3）A、B两点间的距离x．【答案】(

2、1)vD2m/s（2）45N(3)2m【解析】【分析】【详解】（1）小球恰好过最高点D，有：mgmvD2r解得：vD2m/s（2）从B到D，由动能定理：mg(Rr)1mvD21mvB222设小球在B点受到轨道支持力为N，由牛顿定律有：2NmgmvBRNB=N联解③④⑤得：N=45N（3）小球从A到B，由动能定理：Fxmgx1mvB222解得：x2m故本题答案是：(1)vD2m/s（2）45N(3)2m【点睛】利用牛顿第二定律求出速度，在利用动能定理求出加速阶段的位移，2．如图所示，一轨道由半径R2m的四分之一竖直圆弧轨道

3、AB和水平直轨道BC在B点平滑连接而成．现有一质量为m1Kg的小球从A点正上方R处的O点由静止释放，小2球经过圆弧上的B点时，轨道对小球的支持力大小FN道，落到水平地面上的P点.已知B点与地面间的高度h18N，最后从C点水平飞离轨3.2m，小球与BC段轨道间的动摩擦因数0.2，小球运动过程中可视为质点.(不计空气阻力，g取10m/s2).求：（1）小球运动至B点时的速度大小vB（2）小球在圆弧轨道AB上运动过程中克服摩擦力所做的功Wf（3）水平轨道BC的长度L多大时，小球落点P与B点的水平距最大．【答案】

4、（1）vB＝4?m/s（2）Wf＝22?J（3）L3.36m【解析】试题分析：（1）小球在B点受到的重力与支持力的合力提供向心力，由此即可求出B点的速度；（2）根据动能定理即可求出小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；（3）结合平抛运动的公式，即可求出为使小球落点P与B点的水平距离最大时BC段的长度．（1）小球在B点受到的重力与支持力的合力提供向心力，则有：FNmgmvB2R解得：vB4m/s（2）从O到B的过程中重力和阻力做功，由动能定理可得：mgRRWf1mvB2022解得：Wf22J（3）由B到C的过程中，由动能定理得：m

5、gLBC1mvC21mvB222v2BvC2解得：LBC2g从C点到落地的时间：t02h0.8sgB到P的水平距离：LvB2vC2vCt02g代入数据，联立并整理可得：124L44vC5vCL=3.36m由数学知识可知，当C1.6m/s时，P到B的水平距离最大，为：v【点睛】该题结合机械能守恒考查平抛运动以及竖直平面内的圆周运动，解题的关键就是对每一个过程进行受力分析，根据运动性质确定运动的方程，再根据几何关系求出最大值．3．如图所示,半径为l,质量为m的小球与两根不可伸长的轻绳a,b连接,两轻绳的另一端分4别固定在一根竖直光

6、滑杆的A,B两点上.已知A,B两点相距为l,当两轻绳伸直后A、B两点到球心的距离均为l,重力加速度为g．（1）装置静止时,求小球受到的绳子的拉力大小T；（2）现以竖直杆为轴转动并达到稳定（轻绳a,b与杆在同一竖直平面内）．①小球恰好离开竖直杆时,竖直杆的角速度0多大?②轻绳b伸直时,竖直杆的角速度多大？【答案】(1)T415mg(2)①ω0=215g2g②1515ll【解析】【详解】(1)设轻绳a与竖直杆的夹角为α15cos4对小球进行受力分析得mgTcos解得：T415mg15(2)①小球恰好离开竖直杆时，小球与竖直杆间的作

7、用力为零。可知小球做圆周运动的半径为lr=4mgtanm02r解得:ω0=215g15l②轻绳b刚伸直时，轻绳a与竖直杆的夹角为60°，可知小球做圆周运动的半径为rlsin60mgtan60m2r解得:2gω=l轻绳b伸直时，竖直杆的角速度2gl4．如图所示，一半径r＝0.2m的1/4光滑圆弧形槽底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0＝4m/s，长为L＝1.25m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R＝0.25m的一小段圆弧，管的D

8、端弯成与水平传带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直．一质量为M＝0.2kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后做匀加速运动，过后滑块被传送带送入管DEF，已知a物块可视为质点，a横截面略小于管中空部分的横截面，重力加速度g取10m/s2．求：(1)滑块a到达