高考物理生活中的圆周运动(一)解题方法和技巧及练习题.docx

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1、高考物理生活中的圆周运动(一)解题方法和技巧及练习题一、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点时轨道对小球的支持力大小为多少？（3）若将BC段换成光滑细

2、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：mgsin45mgcos45gsin45+°μgcos45＝°82m/s2a1m小球沿斜面向下滑动

3、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

4、球对细管作用力大小为52N，2．如图所示，物体A置于静止在光滑水平面上的平板小车B的左端，物体在A的上方O点用细线悬挂一小球C(可视为质点)，线长L＝0.8m．现将小球C拉至水平无初速度释放，并在最低点与物体A发生水平正碰，碰撞后小球C反弹的速度为2m/s．已知A、B、C的质量分别为mA＝4kg、mB＝8kg和mC＝1kg，A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，A、C碰撞时间极短，且只碰一次，取重力加速度g＝10m/s2.(1)求小球C与物体A碰撞前瞬间受到细线的拉力大小；(2)求A、C碰撞后瞬间A的速度大小；(3)若物体A未从小车B上掉落，小车B的最小长度

5、为多少？【答案】(1)30N(2)1.5m/s(3)0.375m【解析】【详解】（1）小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：12m0glm0v02代入数据解得：v0＝4m/s，对小球，由牛顿第二定律得：v02F﹣m0g＝m0l代入数据解得：F＝30N（2）小球C与A碰撞后向左摆动的过程中机械能守恒，得：1mvC2mgh2所以：vC2gh2100.22m/s小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m000cAv＝﹣mv+mv代入数据解得：vA＝1.5m/s（3）物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度

6、方向为正方向，由动量守恒定律得：mvA＝（m+M）v代入数据解得：v＝0.5m/s由能量守恒定律得：μmgx12122mvA2（m+M）v代入数据解得：x＝0.375m；3．如图所示，竖直平面内有一光滑的直角细杆MON，其中ON水平，OM竖直，两个小物块A和B分别套在OM和ON杆上，连接AB的轻绳长为L=0.5m，．现将直角杆MON绕过OM的轴O1O2缓慢地转动起来．已知A的质量为m1=2kg，重力加速度g取10m/s2。（1）当轻绳与OM的夹角θ=37°时，求轻绳上张力F。（2）当轻绳与OM的夹角θ=37°时，求物块B的动能EkB。（3）若缓慢增大直

7、角杆转速，使轻绳与OM的夹角θ由37°缓慢增加到53°，求这个过程中直角杆对A和B做的功WA、WB。【答案】（1）F25N（2）2.25J61EkB（）WA0，WBJ312【解析】【详解】（1）因A始终处于平衡状态，所以对A有Fcosm1g得F25N（2）设B质量为m2、速度为v、做圆周运动的半径为r，对B有v2Fsinm2rrLsinEkB1m2v22得EkBm1gLsin22cosEkB2.25J（3）因杆对A的作用力垂直于A的位移，所以WA02mgLsin253时，B的动能为EkB16J1知，当由（）中的EkB32cos杆对B做的功等于A、B组成

8、的系统机械能的增量，故WBEkBEkBm1gh①其中hLcos37Lcos53②得WB61J1