最新高中物理生活中的圆周运动提高训练.docx

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1、最新高中物理生活中的圆周运动提高训练一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．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

2、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的最小长度为多少？【答案】(1)30N(2)1.5m/s(3)0.375m【解析】【详解】1（1）小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：m0glm0v022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，

3、以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m0v0＝﹣m0vc+mvA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：μmgx1mvA21（m+M）v222代入数据解得：x＝0.375m；2．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

4、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=10m/s2，求:(1)滑块滑到B点时对半圆轨道的压力大小；(2)若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，滑块在传送带最左端的初速度最少为多大．【答案】（1）28N.（2）7m/s【解析】【分析】（1）物块在传送带上先加速运动，后匀速，根据牛顿第二定律求解在B点时对轨道的压力；（2）滑块到达最高点时的临界条件是重力等于向心力，从而求解到达D点的临界速度，根据机械能守恒定律求解在B点的速度；根据牛顿第二定律和运动公式求解A点的

5、初速度.【详解】（1）滑块在传送带上运动的加速度为a=μg=3m/s2；则加速到与传送带共速的时间v01s运动的距离：x1at21.5m，t2a以后物块随传送带匀速运动到B点，到达B点时，由牛顿第二定律：Fmgmv02R解得F=28N，即滑块滑到B点时对半圆轨道的压力大小28N.（2）若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，则在最高点的速度满足：mg=mvD2R解得vD=5m/s；由B到D，由动能定理：1mvB21mvD2mg2R22解得vB=5m/s>v0可见，滑块从左端到右端做减速运动，加速度为a

6、=3m/s2，根据22vB=vA-2aL解得vA=7m/s3．如图甲所示，轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在水平地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为L．现将该弹簧水平放置，如图乙所示．一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD在竖直方向上．物块P与AB间的动摩擦因数0.5，用外力推动物块，将弹簧压缩至长度为L处，然后释放，PPP开始沿轨道运动，重力加速度为g

7、．（1）求当弹簧压缩至长度为L时的弹性势能Ep；（2）若P的质量为m，求物块离开圆轨道后落至AB上的位置与B点之间的距离；（3）为使物块P滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回，求物块P的质量取值范围．【答案】(1)EmgL(3)5＃P5(2)S22L53mMm2【解析】【详解】（1）由机械能守恒定律可知：弹簧长度为L时的弹性势能为（2）设P到达B点时的速度大小为，由能量守恒定律得：设P到达D点时的速度大小为，由机械能守恒定律得：物体从D点水平射出，设P落回到轨道AB所需的时间为S22L（3）设P的质量为

8、M，为使P能滑上圆轨道，它到达B点的速度不能小于零得5mgL4MgLM5m2要使P仍能沿圆轨道滑回，P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C，得1MvB2MgL2Ep1MvB224MgL4．如图所示，一半径r＝0.2m的1/4光滑圆弧形槽底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0＝4m/s，长为L＝1.25m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R＝0.25m的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传带C端平