物理必修二圆周运动及综合题专项分类练习.doc

一、几种圆周模型及一些临界点1、 平台转动模型：由重力和支持力的合力提供向心力，如火车拐弯的向心力；由摩擦力和重力、拉力等提供向心力。其中临界点通常是不挤压轨道和恰好无摩擦力，恰好能滑动火车转弯受力分析1、火车轨道在转弯处有外轨高于内轨，其标准转弯速度v与高度差和转弯半径有关，火车以标准转弯速度转弯时车轮时轮缘与内外轨均无挤压。设在某转弯处半径为R，高度差为h，内外轨的水平宽度为d，内外轨的实际宽度为L（如图），则下列说法中正确的是。已知重力加速度为g。（ ）Av的大小为0 Q8 E b0 f8 $ Z& ? Bv的大小为 e8 P% P. e. P S9 T7 N6 g C当速度大于v时，轮缘挤压外轨 ) Q. C. X7 % X/ U. X8 bD当速度小于v时，轮缘挤压外轨2、（G）：如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2 求：（1）物块做平抛运动的初速度大小V0；（2）物块与转台间的动摩擦因数。（1m/s，0.2）3、（G）公路急转弯处通常是交通事故多发地带，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为时V，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则在该弯道处A路面外侧高内侧低B车速只要低于V，车辆便会向内侧滑动C车速虽然高于V，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D当路面结冰时，与未结冰时相比，V的值变小4、（G）如图在竖直平面内，滑到ABC关于B点对称，A、B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道动摩擦因数恒定，则（ ）A. t1t2B. t1t2C. t1=t2D无法比较、的大小5、（G）如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30，g取10m/s2。则的最大值是( )A B C D2、 单摆摆动模型由单摆的拉力和重力提供向心力，临界点通常是：绳子恰好能拉断例题（G）：如图所示，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（小球的大小可以忽略）。（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图，并求力F的大小；（2）由图示位置无初速释放小球，求当小球通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。例题：如图所示，将完全相同的两个小球A、B用长l=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向左匀速运动的小车顶部，两小球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止，此时悬线中的张力FA与FB之比为_A、1:1 B、1:2 C、1:3 D：1：43、 竖直圆摆模型绳子或轻杆拉力和重力提供向心力，临界点主要是：恰好能达到最高点、在最高点绳子或者杆无拉力或压力如果连接球体为杆、管型圆轨道，那么在最高点的速度为0如果连接体为细绳、圆弧轨道，那么在最高点恰是重力提供向心力1、（G）：如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环（可视为质点），从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为Mg5Mg BMg+mg CMg+5mg DMg+10mg2、长度为l0.50m轻质细杆OA，A端有一质量为m3.0kg的小球，如图41所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球速率是2.0m/s，此时细杆OA受到(g取10m/s2)A.6.0N的拉力 B.6.0N的压力 C.24N的拉力 D.24N的压力3、 如图所示，滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，试求（1）AB段的距离；（2）滑块刚过B点时对轨道的压力；（3）滑块在AB段运动过程中的加速度 （2R，6mg，5/4g)4、长为L的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端可绕固定轴在竖直平面内自由转动，如图所示，求：（1）若小球恰好能到达圆周的最高点，杆对小球的作用力？（2）若小球在圆周的最高点杆对小球的作用力为，小球的速度？(mg，或)4、圆锥摆模型类似于单摆的模型，临界点主要是对绳子拉力、圆周半径、速度的分析1、（G）:如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（）AA的速度比B的大BA与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小2、（G）:如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m的小物块。求 （1）当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；（2）当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。（mg，mg，）二、离心、向心离心：向心力m2R，物体将远离原来的轨道向心：向心力m2R，物体将靠近原来的轨道例题：游戏转盘中，那个位置的人最容易被甩出去？三、传动装置模型特性突破点：寻找装置中的共同参数1、 共轴转动2、皮带传动3、齿轮传动四、圆周运动多解和追及问题圆周运动的多解情况：因匀速圆周运动具有周期性，使得这一个周期中发生的事件，在后一个周期中以及后N个周期中同样可能发生1、如图1所示，直径为d的圆筒绕中心轴做匀速圆周运动，枪口发射的子弹速度为v，并沿直径匀速穿过圆筒。若子弹穿出后在圆筒上只留下一个弹孔，则圆筒运动的角速度为多少？（v）2、如图3所示，在同一竖直面内A物体从a点做半径为R的匀速圆周运动，同时B物体从圆心O处自由落下，要使两物体在b点相遇，求A物体的角速度。3、（G）:半径为r的水平圆盘绕过圆心o 的竖直轴匀速转动， 为圆盘边缘上一点点 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 水平抛出时，半径 方向恰好与 v的方向相同，如图所示oa若小球与圆盘只碰一次，且落在 a点，重力加速度为g ，则小球抛出时距o的高度h是多少？圆盘转动的角速度大小是多少？、圆周运动中的追及和相遇问题：试试使用相对运动的法则计算，会简化很多。例题（G）：如图所示，三个质点a,b,c质量分别为m1,m2,M（Mm1，Mm2）。在c的万有引力作用下，a,b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比为Ra：Rb= 1：4求它们的周期之比？求如图所示位置开始，在b运动一周的过程中，a,b,c共线了多少次？综合题：1、（G）如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点一可视为质点的物块,其质量m=0.2Kg,与BC间的动摩擦因数1=0.4工件质量M=0.8Kg,与地面间的动摩擦因数2=0.1（取g=10m/s2）（1）若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h（2）若将一水平恒力F作用于工件,使物块在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动求F的大小当速度v=5m/s时,使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移）,物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离（0.2m，8.5N，0.4m）2、（G）如图所示，装甲车在水平地面上以速度v0=20m/s沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h=1.8m。在车正前方竖直一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触。枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v=800m/s。在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s=90m后停下。装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹。（不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g=10m/s2）(，0.55m，)（1）求装甲车匀减速运动时的加速度大小；（2）当L=410m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；（3）若靶上只有一个弹孔，求L的范围。3、(G) 山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2求：（1）大猴从A点水平跳离时速度的最小值；（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；（3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小4、（G）一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静止时，弹簧长为，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：（1）4mg/L （2） （3）（1）弹簧的劲度系数k；（2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度；（3）弹簧长度从缓慢缩短为的过程中，外界对转动装置所做的功W。 8 / 8