高考物理试卷物理生活中的圆周运动题分类汇编.docx

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1、高考物理试卷物理生活中的圆周运动题分类汇编一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着A、B两个物块，转盘中心O处固定一力传感器，它们之间用细线连接．已知mAmB1kg两组线长均为L0.25m．细线能承受的最大拉力均为F8N．A与转盘间的动摩擦因数为m10.5，B与转盘间的动摩擦因数为20.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块和力传感器均视为质点，转盘静止时细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度勾速转动时，传感器上就会显示相应的读数F，g取10m/s2．求：（1）当AB间细线的拉力为零时，物块B能随转盘做匀

2、速转动的最大角速度；（2）随着转盘角速度增加，OA间细线刚好产生张力时转盘的角速度；（3）试通过计算写出传感器读数F随转盘角速度变化的函数关系式，并在图乙的坐标系中作出F2图象．【答案】（1）12rad/s（2）222rad/s（3）m252rad/s2【解析】对于B，由B与转盘表面间最大静摩擦力提供向心力，由向心力公式有：2mBg2mB12L代入数据计算得出：12rad/s（2）随着转盘角速度增加，OA间细线中刚好产生张力时，设AB间细线产生的张力为T，有：1mAgTmA22LT2mBg2mB22L代入数据计算得出：222rad/s（3）①当22/s2时，F08rad②当2

3、8rad2/s2，且AB细线未拉断时，有：F1mAgTmA2LT2mBg2mB2LT8N所以：F326；8rad2/s2218rad2/s24③当218时，细线AB断了，此时A受到的静摩擦力提供A所需的向心力，则有：1mAgmAw2L所以：18rad2/s2220rad2/s2时，F0当220rad2/s2时，有F1mAgmA2LF8N所以：F125；20rad2/s2252rad2/s24若FFm8N时，角速度为：22/s2m52rad做出F2的图象如图所示；点睛：此题是水平转盘的圆周运动问题，解决本题的关键正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定

4、律进行求解．2．如图所示，质量m=3kg的小物块以初速度秽v0=4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。圆弧轨道的半径为R=3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心D的连线与竖直方向成37角，MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ=0.1，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为r=0.4m的半圆弧轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小物块经过B点时对轨道的压力大小；（2）若MN的长度为L

5、0=6m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小；（3）若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L。【答案】（1）62N（2）60N（3）10m【解析】【详解】（1）物块做平抛运动到A点时，根据平抛运动的规律有：v0vAcos37解得：vAv04m/s5m/scos370.8小物块经过A点运动到B点，根据机械能守恒定律有：1mvA2mgRRcos371mvB222小物块经过B点时，有：FNBmgmvB2R解得：FNBmg32cos37mvB262NR根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62N（2）小物块由B点运动到C点，根据动能定理有：mgL0mg2r1mvC21mvB222在

6、C点，由牛顿第二定律得：FNCmgmvC2r代入数据解得：FNC60N根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小是60N（3）小物块刚好能通过C点时，根据mgmvC22r解得：vC2gr100.4m/s2m/s小物块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有：mgLmg2r1mvC221mvB222代入数据解得：L=10m3．如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上段放

7、置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g．求：(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;(3)已知地面欲睡面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO。在90角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在2m到m之间变化，且均能落到3水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最