高三能量与圆周运动

《高三能量与圆周运动》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。

优秀学习资料欢迎下载高三圆周运动练习1.一质量为M的人手握长为l轻绳〔不行伸长〕一端，绳的另一端栓一质量为m的小球，今使小球在竖直平面内做圆周运动，如小球刚好能经过圆周的最高点，就在小球运动过程中，下面说法正确选项：〔〕A．人对地面的最小压力等于MgB．人对地面的最小压力大于MgC．人对地面的最大压力等于〔M+m〕gD．人对地面的最大压力大于〔M+m〕g2如图，一长为2L的轻杆中心有一光滑的小孔O，两端各固定质量分别为m和2m的两小球，光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上，将轻杆由水平位置静止释放，转到竖直位置，在转动的过程中，忽视空气的阻力；以下说法正确选项（）A．在竖直位置两球的速度大小均为2gLB．杆竖直位置时对m球的作用力向上，大小为C．杆竖直位置时铁钉对杆的作用力向上，大小为2mg311mg3D．由于忽视一切摩擦阻力，依据机械能守恒，杆肯定能绕铁钉做完整的圆周运动3、如下列图的是杂技演员表演的“水流星”．一根瘦长绳的一端，系着一个盛了水的容器．以绳的另一端为圆心，使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动．N为圆周的最高点，M为圆周的最低点．如“水流星”通过最低点时的速度v5gR．就以下判定正确选项（）A．“水流星”到最高点时的速度为零NNB．“水流星”通过最高点时，有水淡定器中流出C．“水流星”通过最高点时，水对容器底没有压力ORD．“水流星”通过最高点时，绳对容器有向下的拉力vM4、“时空之旅”飞车表演时,演员驾着摩托车,在球形金属网内壁上下回旋,令人赞叹不已,摩托车沿图示竖直轨道做圆周运动的过程中〔〕A.机械能肯定守恒B.其输出功率始终保持恒定C.经过最低点时的向心力仅由支持力供应D.通过最高点时的最小速度与球形金属网直径有关5、如图，半径为R的光滑半圆面固定在竖直面内，其直径AB处于竖直方向上；一质量为m的小球以初速度v0从最低点A水平射入轨道并运动到最高点B处，就 优秀学习资料欢迎下载A．小球的初速度v0至少为B．小球的初速度v0至少为2gR.5gR.C．小球经过A点时对轨道的压力至少为2mg.D．小球经过A点时对轨道的压力至少为5mg..6、为了讨论过山车的原理，物理小组提出了以下设想：取一个与水平方向夹角为37°、长L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的；其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图示；一个小物块以初速度v0=4.0m/s，从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下；已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.50（g取10m/s2，sin37°=0.60,cos37°=0.80）求：（1）小物块的抛出点和A点的高度差；（2）要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应当满意什么条件；（3）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，就竖直圆轨道的半径应当满意什么条件；7、如下列图为“S”形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，放置在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，轨道不行移动；弹射装置将一个小球（可视为质点）从A点以v0水平弹射向B点并进入轨道，经过轨道后从最高点D水平抛出，已知小球与地面AB段间的动摩擦因数μ＝0.2，不计其他机械能缺失，AB段长L＝1.25m，问： 优秀学习资料欢迎下载（1）如圆的半径R＝0.25m，v0至少多大才能使小球从D点抛出？（2）如v0＝9.22m/s，圆的半径R取何值时，小球从D点抛出后的水平位移最大（抛出后小球不会再遇到轨道）？D〔3〕如圆的半径R＝0.1m，小球质量m＝0.01kg，轨道质量为M＝0.26kg，g取10m/s2，设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多少时，小球经过两半圆的对接处c点时，轨道对R地面的压力为零．Cv0AB8、如下列图，一个3圆弧形光滑细圆管轨道ABC，4放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子，左端M正好位于A点．将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放，不考虑空气阻力．（1）如小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，就小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何？（2）欲使小球能通过C点落到垫子上，小球离A点的最大高度是多少？ 优秀学习资料欢迎下载9、如下列图，质量分别为2m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的定点O处有光滑的固定转动轴，AO、BO的长分别为2L和L，开头时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方，让该系统由静止开头自由转动，求（1）当A达到最低点时，A小球的速度大小v；（2）B球能上升的最大高度h；（不计直角尺的质量）高三圆周运动练习答案1-5DCCDB6答案30:解：（1）小物块做平抛运动，经时间t到达A处时，令下落的高度为h，水平分速度为vx，竖直分速度为vy=gt=v0tan37°h=gt/22由以上两式得h＝0.45m〔2〕物体落在斜面上后，受到斜面的摩擦力fNmgcos37设物块进入圆轨道最高点时有最小速度v1，此时物块受到的重力恰好供应向心力，令此时半径 优秀学习资料欢迎下载为R02vmgm1R0物块从抛出到圆轨道最高点的过程中mg〔hLsin372R〕mgcos37L1212mvmv01022联立上式，解得：R0=0.66m所以要使物块从水平轨道DE滑出，圆弧轨道的半径R0.66m（3）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，就物块上升的高度应当小于或等于轨道半径mg〔hLsin37〕mgcos37LmgR102mv02解得:R1.6m5所以要使物块能够滑回倾斜轨道AB，就R1.65m7.解：（1）小球恰好能从A点运动到D点，依据动能定理，2－μmgL－mg4R＝0－1mv02（2分）代入数据得，v0＝5m/s（2分）（2）设D点时的速度为v，mv－μmgL－mg4R＝122－12mv2①（2分）0小球从D点抛出后做平抛运动，设水平位移为S，有gt4R＝122②，S＝vt③（2分）联立①②③，得S8RR2（2分）所以，当R＝0.5m时，水平位移最大；（2分）〔3〕设小球到达c点处速度为vc，由动能定理，得－μmgL－mg2R＝12－12④mvc22mv0当小球通过c点时，由牛顿其次定律得2NF′＋mg＝mvc⑤R要使轨道对地面的压力为零，就有FN′＝Mg⑥联立④⑤⑥并代入数值，解得v0＝6m/s.8答案：（1）小球离开C点做平抛运动，落到M点时水平位移为R，竖直下落高度为R，依据运动学公式可得： 优秀学习资料欢迎下载R1gt22运动时间t2Rg从C点射出的速度为1vRgRt2设小球以v1经过C点受到管子对它的作用力为N，由向心力公式可得v2mgNNmgm1Rv2m1mg，R2由牛顿第三定律知，小球对管子作用力大小为1mg，方向竖直向下．2（2）依据机械能守恒定律，小球下降的高度越高，在C点小球获得的速度越大．要使小球落到垫子上，小球水平方向的运动位移应为R～4R，由于小球每次平抛运动的时间相同，速度越大，水平方向运动的距离越大，故应使小球运动的最大位移为4R，打到N点．设能够落到N点的水平速度为v2，依据平抛运动求得：2v4Rt8gR设小球下降的最大高度为H，依据机械能守恒定律可知，mg〔HR〕1mv222v2H2R5R2g9.答案：直角尺和两个小球组成的系统机械能守恒（1）由2mg2L3mgL12mv2213m〔2v〕2解得v28gL11（2）设B球上升到最高时OA与竖直方向的夹角为θ，就有2mg2Lcos3mgL〔1sin〕解得sin7/25就B球上升最大高度h=L（1+sinθ）=32L/25 优秀学习资料欢迎下载