欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:60820596
大小:129.78 KB
页数:12页
时间:2020-12-20
《高中物理生活中的圆周运动专项训练及答案及解析.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高中物理生活中的圆周运动专项训练及答案及解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1.如图所示,在竖直平面内有一绝缘“”型杆放在水平向右的匀强电场中,其中AB、CD水平且足够长,光滑半圆半径为R,质量为m、电量为+q的带电小球穿在杆上,从距B点x=5.75R处以某初速v0开始向左运动.已知小球运动中电量不变,小球与AB、CD间动摩擦因数分别为μ,电场力Eq=3mg/4,重力加速度为1=0.25、μ2=0.80g,sin37=0°.6,cos37°=0.8.求:(1)若小球初速度v0=4gR,则小球运动到半圆上B点时受到的
2、支持力为多大;(2)小球初速度v0满足什么条件可以运动过C点;(3)若小球初速度v=4gR,初始位置变为x=4R,则小球在杆上静止时通过的路程为多大.【答案】(1)5.5mg(2)v04gR(3)44R【解析】【分析】【详解】(1)加速到B点:-1mgxqEx1mv21mv0222在B点:Nmgmv2R解得N=5.5mg(2)在物理最高点qEF:tanmg解得α=370;过F点的临界条件:vF=0从开始到F点:-1mgxqE(xRsin)mg(RRcos)01mv022解得v04gR可见要过C点的条件为:v04gR(3)由
3、于x=4R<5.75R,从开始到F点克服摩擦力、克服电场力做功均小于(2)问,到F点时速度不为零,假设过C点后前进x1速度变为零,在CD杆上由于电场力小于摩擦力,小球速度减为零后不会返回,则:-1mgx2mgx1-qE(x-x1)mg2R01mv022sxRx1解得:s(44)R2.如图所示,半径R=2.5m的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接,一个质量m=0.50kg的小滑块(可视为质点)静止在A点.一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动,经B点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C点水平飞出,落在水平面上
4、的D点.经测量,D、B间的距离s1=10m,A、B间的距离s2=15m,滑块与水平面的动摩擦因数重力加速度.求:,(1)滑块通过C点时的速度大小;(2)滑块刚进入圆轨道时,在B点轨道对滑块的弹力;(3)滑块在A点受到的瞬时冲量的大小.【答案】(1)(2)45N(3)【解析】【详解】(1)设滑块从C点飞出时的速度为vc,从C点运动到D点时间为t滑块从C点飞出后,做平抛运动,竖直方向:2R=gt2水平方向:s1=vct解得:vc=10m/s(2)设滑块通过B点时的速度为vB,根据机械能守恒定律mvB2=mvc2+2mgR解得
5、:vB=10m/s设在B点滑块受轨道的压力为N,根据牛顿第二定律:N-mg=m解得:N=45N(3)设滑块从A点开始运动时的速度为22vA,根据动能定理;-μmgs2=mvB-mvA解得:vA=16.1m/s设滑块在A点受到的冲量大小为I,根据动量定理I=mvA解得:I=8.1kg?m/s;【点睛】本题综合考查动能定理、机械能守恒及牛顿第二定律,在解决此类问题时,要注意分析物体运动的过程,选择正确的物理规律求解.3.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,O为圆轨道的圆心,D为圆轨道的最高点,圆轨道内壁
6、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(3R2h3R)的A点由静止开始下落,从B点进入圆轨道,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)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h33R
7、h3R,小球能到达D点;R,因为h的取值范围为22(2)设小球在D点受到的压力为F,则mvD2FmgRmvD2mghR2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
8、xmax22R故落点与B点水平距离d的范围为:21Rd221R4.如图所示,水平传送带AB长L=4m,以v0=3m/s的速度顺时针转动,半径为R=0.5m的光滑半圆轨道BCD与传动带平滑相接于B点,将质量为m=1kg的小滑块轻轻放在传送带的左端.已,知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,取g=1
此文档下载收益归作者所有