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高考物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析

一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动

1．如图所示，粗糙水平地面与半径为R=0.4m的粗糙半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直

OBCDBODm=1kg

平面内，是的圆心，在同一竖直线上．质量为的小物块在水平恒力

F=15NABF

的作用下，从点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到点时撤去，

DAB3m

小物块沿半圆轨道运动恰好能通过点，已知、间的距离为，小物块与地面间的动

0.5g10m/s2

摩擦因数为，重力加速度取．求：

1BB

（）小物块运动到点时对圆轨道点的压力大小．

2DD

（）小物块离开点后落到地面上的点与点之间的距离

1160N20.8m

【答案】（）（）2

【解析】

【详解】

1AB

（）小物块在水平面上从运动到过程中，根据动能定理，有：

1

2

F-μmgx=mv-0

（）

AB2B

在B点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得：

v2

NmgmB

R

联立解得小物块运动到B点时轨道对物块的支持力为：N=160N

由牛顿第三定律可得，小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为：N′N==160N

2DD

（）因为小物块恰能通过点，所以在点小物块所受的重力等于向心力，即：

v2

mgmD

R

可得：v=2m/s

D

Bxt

设小物块落地点距点之间的距离为，下落时间为，根据平抛运动的规律有：

x=vt，

D

1

2

2R=gt

2

解得：x=0.8m

则小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离l2x0.82m

2．如图所示，竖直圆形轨道固定在木板B上，木板B固定在水平地面上，一个质量为3m

小球A静止在木板B上圆形轨道的左侧．一质量为m的子弹以速度v水平射入小球并停

0

留在其中，小球向右运动进入圆形轨道后，会在圆形轨道内侧做圆周运动．圆形轨道半径

为R，木板B和圆形轨道总质量为12m，重力加速度为g，不计小球与圆形轨道和木板间

的摩擦阻力．求：

(1)

子弹射入小球的过程中产生的内能；

(2)

当小球运动到圆形轨道的最低点时，木板对水平面的压力；

(3)

为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，求子弹速度的范围．

3mv2

mv216mg0v42gR45gRv82gR

(1)(2)