高考物理生活中的圆周运动解题技巧讲解及练习题(含答案).docx

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1、高考物理生活中的圆周运动解题技巧讲解及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动O为圆轨道的圆心，1．如图所示，半径为R的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内，D为圆轨道的最高点，圆轨道内壁光滑，圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高．质量为m的小球从离B点高度为h处（3Rh3R）的A点由静止开始下落，从B点进入圆轨道，2重力加速度为g）．（1）小球能否到达D点？试通过计算说明；（2）求小球在最高点对轨道的压力范围；（3）通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上，若能，求落点与B点水平距离d的范围．【答案】（1）

2、小球能到达D点；（2）0F3mg；（3）21Rd221R【解析】【分析】【详解】（1）当小球刚好通过最高点时应有：mgmvD2R由机械能守恒可得：mghRmvD22联立解得h3R，因为h的取值范围为3Rh3R，小球能到达D点；22（2）设小球在D点受到的压力为F，则FmgmvD2RmghRmvD22联立并结合h的取值范围3Rh3R解得：0F3mg2据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为：0F3mg（3）由（1）知在最高点D速度至少为vDmingR此时小球飞离D后平抛，有：R1gt22xminvDmint联立解得xmin2RR，故能落

3、在水平面BC上，当小球在最高点对轨道的压力为3mg时，有：mg3mgmvD2maxR解得vDmax2gR小球飞离D后平抛R1gt2，2xmaxvDmaxt联立解得xmax22R故落点与B点水平距离d的范围为：21Rd221R2．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的1光滑圆弧轨道，与水平地面相切于B4AB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

4、。（1）求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

5、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=0-1mv2B，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：mv1-2mv2=0mRx1-2mx1=0，tt解得：x1=R；3②滑块P离开轨道AB时的

6、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）=1mvB212mv2，22R解得：h=；x1P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．图示为一过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的光滑圆形轨道组成，BC分别是圆形轨道的最低点和最高点，其半径R=1m，一质量m＝1kg的小物块（视为质点）从左側水平轨道上的A点以大小v0＝12

7、m／s的初速度出发，通过竖直平面的圆形轨道后，停在右侧水平轨道上的D点．已知A、B两点间的距离L1＝5．75m，物块与水平轨道写的动摩擦因数0．2，取g＝10m／s2，圆形轨道间不相互重叠，求：（1）物块经过B点时的速度大小vB；（2）物块到达C点时的速度大小vC；（3）BD两点之间的距离L2，以及整个过程中因摩擦产生的总热量Q【答案】(1)11m/s(2)9m/s(3)72J【解析】【分析】【详解】（1）物块从A到B运动过程中，根据动能定理得：mgL11mvB21mv0222解得：vB11m/s（2）物块从B到C运动过程中，根据机械能守恒

8、得：1mvB21mvC2mg·2R22解得：vC9m/s（3）物块从B到D运动过程中，根据动能定理得：mgL201mvB22解得：L230.25m对整个过程，由能量守恒定律有：Q