学年高中物理重难强化练三圆周运动与能量综合问题鲁科版必修

1、学年高中物理重难增强练三圆周运动与能量的综合问题鲁科版必修学年高中物理重难增强练三圆周运动与能量的综合问题鲁科版必修PAGE学年高中物理重难增强练三圆周运动与能量的综合问题鲁科版必修重难增强练（三）圆周运动与能量的综合问题1如图1所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴O。现使小球在竖直平面内做圆周运动，P为圆周轨道的最高点，若小球经过圆周轨道最低点时的速度大小为eqr(f(9,2)gL)，则以下判断中正确的选项是()图1A小球不能够到达P点B小球到达P点时的速度大于eqr(gL)C小球能到达P点，且在P点碰到轻杆向上的弹力D小球能到达P点，且在P点碰到轻杆向下的弹力剖析：选

2、C由机械能守恒得eqf(1,2)meqblc(rc)(avs4alco1(r(f(9,2)gL)2mg2Leqf(1,2)mvP2，解得vPeqr(f(1,2)gL)。由轻杆模型可得，0vPeqr(gL)时，杆对小球有竖直向上的支持力，故C正确。2.如图2所示是半径为r的竖直圆滑圆形轨道，将一玩具小车放到与轨道圆心O处于同一水平面的A点，并给小车一竖直向下的初速度，使小车沿轨道内侧做圆周运动。要使小车不走开轨道，则在A处使小车获得竖直向下的最小初速度应为()图2A.eqr(7gr)B.eqr(5gr)C.eqr(3gr)D.eqr(2gr)剖析：选C小车恰好不走开轨道的条件是在最高点满足mgm

3、eqf(v2,r)。小车沿轨道内侧做圆周运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒。设小车在A处获得的最小初速度为vA，由机械能守恒定律得eqf(1,2)mvA2mgreqf(1,2)mv2，解得vAeqr(3gr)。应选项C正确。3(多项选择)如图3所示，半径为R的eqf(1,4)圆滑圆弧槽固定在小车上，有一小球静止在圆弧槽的最低点。小车和小球一起以速度v向右匀速运动，当小车碰到阻截物突然停止后，小球上升的高度可能()图3A等于eqf(v2,2g)B大于eqf(v2,2g)C小于eqf(v2,2g)D与小车的速度v没关剖析：选AC设小球的质量为m，上升的高度为h。若是v较小，小车停止运动后，小球

4、还没有走开圆弧槽，则依照机械能守恒定律有eqf(1,2)mv2mgh，可得heqf(v2,2g)，选项A正确；若是v较大，小车停止运动后，小球能够跑出圆弧槽，那么小球出了圆弧槽后将做斜抛运动，当小球到达最高点时，其还有水平方向上的速度，所以eqf(1,2)mv2mgh，可得heqf(v2,2g)，选项C正确。4.童非，江西人，中国出名体操运动员，首次在单杠项目上实现了“单臂大回环”：用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，如图4所示，假设童非的质量为65kg，那么，在完成“单臂大回环”的过程中，童非的单臂最少要能够承受多大的力？(g取10m/s2)图4剖析：童非恰好能经过最高点时，重

5、力和支持力相等，临界速度应当为零，即v临0，从最高点到最低点的过程中，由机械能守恒定律得：mg2reqf(1,2)mv2童非经过最低点时，由牛顿第二定律得：Fmgmeqf(v2,r)联立可得F5mg，代入数据得F3250N，即童非单臂最少能承受3250N的力。答案：3250N5游乐园里过山车原理的表示图如图5所示。设过山车的总质量为m，由静止从高为h的斜轨顶端A点开始下滑，到半径为r的圆形轨道最高点B时恰好对轨道没有压力。求：图5(1)过山车在圆形轨道最高点B时的速度大小v。(2)过山车从A到B过程中战胜阻力所做的功W。剖析：(1)在B点，由牛顿第二定律和向心力公式，有mgmeqf(v2,r)

6、，得veqr(gr)。(2)由动能定理有mg(h2r)Weqf(1,2)mv2，得Wmgheqf(5,2)mgr。答案：(1)eqr(gr)(2)mgheqf(5,2)mgr6.如图6所示，AB是竖直平面内的四分之一圆弧形圆滑轨道，下端B与水平直轨道相切。一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑，已知轨道半径R0.2m，小物块的质量m0.1kg，小物块与水平面间的动摩擦因数0.5，取g10m/s2。求：图6(1)小物块在B点时碰到的圆弧轨道的支持力大小。(2)小物块在水平面上滑动的最大距离。剖析：(1)从A点运动到B点，小物块机械能守恒，得mgReqf(1,2)mvB2，在B点有Nmgmeqf(v

7、B2,R)，联立以上两式得支持力N3mg30.110N3N。(2)设小物块在水平面上滑动的最大距离为s，对整个过程由动能定理得mgRmgs0，得seqf(R,)eqf(0.2,0.5)m0.4m。答案：(1)3N(2)0.4m7.如图7所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球(小球的大小能够忽略)。图7(1)在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为。小球保持静止，画出此时小球的受力求，并求力F的大小。(2)由图示地址无初速释放小球，求当小球经过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力，不计空气阻力。剖析：(1)受力求以以下列图，依照平衡条件，可得Tcosmg，TsinF，则拉

8、力大小Fmgtan。(2)设小球经过最低点时的速度为v，对小球由动能定理得mgl(1cos)eqf(1,2)mv2，解得veqr(2gl1cos)；小球在最低点时，对小球受力剖析以以下列图，则Tmgmeqf(v2,l)，解得Tmg(32cos)。答案：(1)受力求见解析mgtan(2)eqr(2gl1cos)mg(32cos)8.如图8所示，小球沿圆滑的水平面冲上一个圆滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力。求：图8(1)小球到达轨道最高点时的速度大小；(2)小球落地时距A点的距离；(3)落地时速度的大小。剖析：(1)小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力，由牛顿第二定律得：mgN2mgmeqf(v2,R)则小球的速度为veqr(2gR)。(2)小球走开轨道后做平抛运动，由平抛运动规律得，2Reqf(1,2)gt2svt联立解得：s2