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1、（物理）物理生活中的圆周运动易错剖析含解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示,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
2、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：vB=10m/s设在B点滑块受轨道的压力为解得：N=45NN，根据牛顿第二定律：N-mg=m（3）设滑块从A点开始运动时的速度为
3、A2B2-mvA2v，根据动能定理；-μmgs=mv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．2．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的1光滑圆弧轨道AB，与水平地面相切于B4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，、B两点间的距离为2．已知轨道
4、的质量为2，与BCRABmP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。（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
5、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AB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=0-1m
6、vB2，2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=vB，P减速运动的时间为t2，对滑片，由动量定理得：-μmgt2=0-m
7、vB，运动时间：t=t1+t2，解得：t=132R；6g,l,质量为m的小球与两根不可伸长的轻绳a,b连接,两轻绳的另一端分3．如图所示半径为4别固定在一根竖直光滑杆的A,B两点上.已知A,B两点相距为l,当两轻绳伸直后A、B两点到球心的距离均为l,重力加速度为g．（1）装置静止时,求小球受到的绳子的拉力大小T；（2）现以竖直杆为轴转动并达到稳定（轻绳a,b与杆在同一竖直平面内）．①小球恰好离开竖直杆时,竖直杆的角速度0多大?②轻绳b伸直时,竖直杆的角速度多大？【答案】(1)415015g2gT
8、15mg(2)①ω=2②15ll【解析】【详解】(1)设轻绳a与竖直杆的夹角为α15cos4对小球进行受力分析得mgTcos解得：T415mg15(2)①小球恰好离开竖直杆时，小球与竖直杆间的作用力为零。可知小球做圆周运动的半径为lr=4mgtanm02r解得:ω0=215g15l②轻绳b刚伸直时，轻绳a与竖直杆的夹角为60°，可知小球做圆周运动的半径为rlsin60mgtan60m2r解得:2gω=l轻绳b伸直时，竖直杆的角速度2gl4．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点
