高考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、高考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

2、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

3、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28rad2/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/s2252r

4、ad2/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，通过牛顿第二定律进行求解．2．如1所示是某游的山，将其化如2所示的模型：角37o、L60cm的直道AB与半径R10cm的光滑弧道BCDEF在B平滑接，C、F道最低点，D点与心等高，E道最高点；道在F点与水平道FG平滑接整条道度不．将一量m50g的滑(可点)从A端由静止放．已知滑与AB段的摩擦因数10.25，与FG段的摩擦因数20.5

5、，sin37o0.6，cos37o0.8．（1）求滑到达B点的能E1；（2）求滑到达E点道的力FN；（3）若要滑能在水平道FG上停下，求FG度的最小x；（4）若改放滑的位置，使滑第一次运到D点速度好零，求滑从放到它第5次返回道AB上离B点最，它在AB道上运的路程s．【答案】（1）0.12J；（2）0.1N；（3）0.52m；（4）0.58m【解析】【分析】【解】（1）滑由A点到达B点的程中，重力做正功，摩擦力做功，B点速度vB，且从A端由静止放，根据能定理可得：mgLsin1mgLcos1mvB20⋯⋯①2E11mv

6、B2⋯⋯②2由①②代入数据可解得：E10.12J；（2）滑在BCDEF光滑弧道上做周运，从B点到E点，到达E点速度vE，根据能定理可得：mgR（1cos）1mv21mv2③2E2B且由道滑的力N和重力提供向心力，有：NmgmvE2⋯⋯④R根据牛第三定律，道滑的力N和滑道的力FN是一相互作用力，有：FN0.1N⋯⋯⑤由③④⑤代入数据可解得：FN0.1N；（3）在BCDEF弧道上只有重力做功，从B点到F点，机械能守恒，有：EFE1mgR(1cos）0.13J⑥滑在FG道上由于摩擦力的作用做匀减速运，且最停下，根据能定理可

7、得：2mgx0EF⋯⋯⑦由⑥⑦代入数据可解得：x0.52m（4）放滑的位置，此距离B点距离s，此滑到达D点速度好1零，根据能定理有：mgs1sin1mgs1cosmgRcos0⋯⋯⑧从D点第一次返回到AB道上离B点最到B点的距离s2，根据能定理有：mgRcos1mgs2cosmgs2sin0⋯⋯⑨从CD道第二次返回到AB道上离B点最到B点的距离s3，根据能定理有：mgs2sin1mgs2cos1mgs3cosmgs3sin0⋯⋯⑩从从从CD道第三次返回到AB道上离B点最到B点的距离s4，根据能定理有：mgs3sin

8、1mgs3cos1mgs4cosmgs4sin0⋯⋯?CD道第四次返回到AB道上离B点最到B点的距离s5，根据能定理有：mgs4sin1mgs4cos1mgs5cosmgs5sin0⋯⋯?CD道第五次返回到AB道上离B点最到B点的距离s6，根据能定理有：mgs5sin1mgs5cos1mgs6cosmgs6sin0⋯⋯?滑从放到它第5次返回道A