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【创新设计】(山东专用)2022高考物理二轮专题辅导训练 专题1 第3讲 热点二 圆周运动问题的分析(含解析)

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热点二 圆周运动问题的分析5.2022年6月20日上午10时,中国载人航天史上的首堂太空授课开讲.航天员做了一个有趣实验:T形支架上,用细绳拴着一颗明黄色的小钢球.航天员王亚平用手指沿切线方向轻推小球,可以看到小球在拉力作用下在某一平面内做圆周运动.从电视画面上可估算出细绳长度大约为32cm,小球2s转动一圈.由此可知王亚平使小球沿垂直细绳方向获得的速度为(  )A.0.1m/sB.0.5m/sC.1m/sD.2m/s解析 在太空完全失重的环境下,小球在细绳的拉力作用下在某一平面内做匀速圆周运动.小球做匀速圆周运动的周长为s=2πR=2π×0.32m=2m,由s=vT可得小球做匀速圆周运动的速度为v=s/T=1m/s,选项C正确.答案 C6.(2022·山东滨州模拟)如图1-3-7所示,图1-3-7半径为R的光滑圆轨道竖直固定放置,小球m在圆轨道内侧做圆周运动.对于半径R不同的圆轨道,小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力.下列说法中正确的是(  )A.半径R越大,小球通过轨道最高点时的速度越大B.半径R越大,小球通过轨道最高点时的速度越小C.半径R越大,小球通过轨道最低点时的角速度越大D.半径R越大,小球通过轨道最低点时的角速度越小解析 小球恰好过最高点,小球与轨道间没有压力,小球的重力充当向心力,由牛顿第二定律可得:mg=m所以v=,可得半径R越大,小球通过轨道最高点时的速度越大,A正确,B错误;设小球在最低点的速度为v0,由机械能守恒定律可得:mv=mg(2R)+mv2,其中v=可解得v0=,由v0=ωR得ω=-3-\n,可知半径R越大,小球通过轨道最低点的角速度越小,C错误,D正确.答案 AD7.(2022·珠海联考)如图1-3-8所示,平台上的小球从A点水平抛出,恰能无碰撞地进入光滑的斜面BC,经C点进入光滑水平面CD时速率不变,最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内.已知小球质量为m,A、B两点高度差为h,BC斜面高2h,倾角α=45°,悬挂弧形轻质筐的轻绳长为3h,小球可看成质点,弧形轻质筐的重力忽略不计,且其高度远小于悬线长度,重力加速度为g,试求:图1-3-8(1)B点与抛出点A的水平距离x;(2)小球运动至C点速度vC的大小;(3)小球进入轻质筐后瞬间,轻质筐所受拉力F的大小.解析 (1)小球运动至B点时速度方向与水平方向夹角为45°,设小球抛出时的初速度为v0,从A点至B点的时间为t,有h=gt2,tan45°=,x=v0t解得x=2h(2)设小球运动至B点时速度为vB,在斜面上运动的加速度为a,有vB=v0,a=gsin45°v-v=2a·,解得vC=2(3)小球进入轻质筐后瞬间做圆周运动,由牛顿第二定律得F-mg=m,解得F=mg.答案 (1)2h (2)2 (3)mg解决圆周运动力学问题要注意以下几点:1.要进行受力分析,明确向心力的来源,确定圆心以及半径.2.列出正确的动力学方程F=m=mrω2=mωv=mr.3.对于竖直面内的圆周运动要注意“杆模型”和“绳模型”的临界条件.(1)轻绳模型:临界条件:mg=(2)轻杆模型:临界条件:v高=0-3-\n            -3-

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发布时间:2022-08-26 00:34:59 页数:3
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文章作者:U-336598

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