最新物理生活中的圆周运动练习题20篇

(1)求小球在最低点时的速度大小；
(2)如果在小球通过最低点时，突然在空间产生竖直向下的匀强电场，若使小球在后面的运动中，绳出现松软状态，求电场强度可能的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【详解】
（1）在最低点，由向心力公式得：
解得：
（2）果在小球通过最低点时，突然在空间产生竖直向下的匀强电场，若使小球在后面的运动中，绳出现松软状态，说明小球能通过与圆心等的水平面，但不能通过最高点。
（1）若h＝0，求小球在B点的速度大小；
（2）若h＝0.8m，求小球落点到C点的距离；（结果可用根式表示）
（3）若在斜面中点竖直立一挡板，使得无论h为多大，小球不是越不过挡板，就是落在水平地面上，则挡板的最小长度 为多少?
【答案】（1） （2） （3）1.25m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）从释放小球至A点根据速度与位移关系有
（1）小物块从 点出发时对管道的作用力；
（2）小物块第一次经过 点时的速度大小；
（3）小物块在直管道 上经过的总路程。
【答案】（1）106N，方向向下（2）4 m/s（3） m
【解析】
【详解】
(1)物块在C1点做圆周运动，由牛顿第二定律有：
可得：
由牛顿第三定律可知，小物块对管道的作用力大小为106N，方向向下
2．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着 、 两个物块，转盘中心 处固定一力传感器，它们之间用细线连接．已知 两组线长均为 ．细线能承受的最大拉力均为 ． 与转盘间的动摩擦因数为 ， 与转盘间的动摩擦因数为 ，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块和力传感器均视为质点，转盘静止时细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度勾速转动时，传感器上就会显示相应的读数 ， 取 ．求：
在A点，根据牛顿第二定律
在B点，根据则小球在B点的速度
；
（2）小球从B至C做匀速直线运动，从C点滑出后做平抛运动，若恰能落在D点则
水平方向
竖直方向
又因为斜面倾角为45°，则
解得
对应的高度
若 ，小球将落在水平地面上，而小球在B点的速度
小球做平抛运动竖直方向
得
则水平方向
故小球落地点距C点的距离
最新物理生活中的圆周运动练习题20篇
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，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去F，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，已知A、B间的距离为3m，小物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2．求：
联立解得： 由几何关系可得A相对于原来的高度下降的距离： B物体重力势能的增加量：
A物体重力势能的减少量： A物体动能的增加量
对系统运用功能关系可得手对系统做的功：
【点睛】
本题综合考查共点力平衡、牛顿第二定律和功能关系，对于圆锥摆问题，关键分析小球的受力情况，确定其向心力，运用牛顿第二定律和圆周运动的知识结合解答。
对小球，由牛顿第二定律得：F﹣m0g＝m0
代入数据解得：F＝30N
（2）小球C与A碰撞后向左摆动的过程中机械能守恒，得：
所以： m/s
小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：m0v0＝﹣m0vc+mvA
代入数据解得：vA＝1.5m/s
（3）物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向，
则小球不能通过最高点，
由动能定理得：
且
则
也不可以低于O水平面
则
所以电场强度可能的大小范围为
5．如图所示，长为3l的不可伸长的轻绳，穿过一长为l的竖直轻质细管，两端分别拴着质量为m、2m的小球A和小物块B，开始时B静止在细管正下方的水平地面上。保持细管竖直用手轻轻摇动细管，稳定后A在水平面内做匀速圆周运动而B保持静止状态。某时刻B静止在地面上且对地面的压力恰好为零。已知重力加速度为g，不计一切阻力。求：
联立可得：vC=9m/s
(3)若要使物块始终不脱离轨道运动，则物块能够到达的最大高度为与O等高处的E点，
物块C至E过程中根据动能定理：
解得：
7．如图所示，在竖直平面内有一“ ”管道装置，它是由两个完全相同的圆弧管道和两直管道组成。直管道和圆弧管道分别相切于 、 、 、 ， 、 分别是两圆弧管道的最高点， 、 分别是两圆弧管道的最低点， 、 固定在同一水平地面上。两直管道略微错开，其中圆弧管道光滑，直管道粗糙，管道的粗细可忽略。圆弧管道的半径均为R， 。一质量为m的小物块以水平向左的速度 从 点出发沿管道运动，小物块与直管道间的动摩擦因数为 。设 ，m=1kg，R=1.5m， ， （sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
该时刻连接A的轻绳与竖直方向的夹角 ；
该时刻A的线速度大小v；
从该时刻起轻摇细管使B升高到离地高度为 处保持静止，求B上升过程中手对A、B系统做的功。
【答案】 ； ； 。
【解析】
【分析】
(1)对B根据平衡求绳子的拉力；对A球分析，由力的平衡条件可求绳与竖直方向夹角θ；
(2)对A水平方向做圆周运动，利用牛顿第二定律列式求解；
6．如图所示，AB为倾角 的斜面轨道，BP为半径R=1m的竖直光滑圆弧轨道，O为圆心，两轨道相切于B点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一端在斜面上C点处，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙，CB长L＝1.25m，物块与斜面间的动摩擦因数为 ＝0.25，现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后释放(不栓接)，物块经过B点后到达P点，在P点物块对轨道的压力大小为其重力的1.5倍， ，g=10m/s2.求：
(2)由几何知识易有：
从C1到C2由动能定理可得：
可得：
(3)以C1C2水平线作为重力势能的参考平面，则小物块越过D1、D2点时的机械能需满足：
由于直管道的摩擦，物块每完整经历直管道一次，机械能的减少量满足：
设n为从第一次经过D1后，翻越D1和D2的总次数，则有：
，
可得：n=2，表明小物块在第二次经过D1后就到不了D2，之后在D1B1A2C2D2之间往复运动直至稳定，最后在A2及C2右侧与A2等高处之间往复稳定运动。
（1）小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小．
（2）小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离
【答案】（1）160N（2）0.8 m
【解析】
【详解】
（1）小物块在水平面上从A运动到B过程中，根据动能定理，有：
（F-μmg）xAB= mvB2-0
在B点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得：
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
；
（3）若要求无论h为多大，小球不是打到挡板上，就是落在水平地面上，临界情况是小球擦着挡板落在D点，经前面分析可知，此时在B点的临界速度：
则从C点至挡板最高点过程中水平方向
竖直方向
又
解得
．
点睛：本题研究平抛运动与圆周运动想结合的问题，注意分析题意，找出相应的运动过程，注意方程式与数学知识向结合即可求解．
点睛：此题是水平转盘的圆周运动问题，解决本题的关键正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定律进行求解．
3．如图所示，物体A置于静止在光滑水平面上的平板小车B的左端，物体在A的上方O点用细线悬挂一小球C(可视为质点)，线长L＝0.8m．现将小球C拉至水平无初速度释放，并在最低点与物体A发生水平正碰，碰撞后小球C反弹的速度为2m/s．已知A、B、C的质量分别为mA＝4kg、mB＝8kg和mC＝1kg，A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，A、C碰撞时间极短，且只碰一次，取重力加速度g＝10m/s2.
由动量守恒定律得：mvA＝（m+M）v
代入数据解得：v＝0.5m/s
由能量守恒定律得：μmgx mvA2 （m+M）v2
代入数据解得：x＝0.375m；
4．如图所示，用绝缘细绳系带正电小球在竖直平面内运动，已知绳长为L，重力加速度g，小球半径不计，质量为m，电荷q．不加电场时，小球在最低点绳的拉力是球重的9倍。
代入数据计算得出：
（2）随着转盘角速度增加， 间细线中刚好产生张力时，设 间细线产生的张力为 ，有：
代入数据计算得出：
（3）①当 时，
②当 ，且AB细线未拉断时，有：
所以： ；
③当 时，细线 断了，此时 受到的静摩擦力提供 所需的向心力，则有：
所以： 时，
当 时，有
所以： ；
若 时，角速度为：
做出 的图象如图所示；
(3)由力的平衡条件和牛顿第二定律并结合功能关系列式联立可求整个过程中人对A、B系统做的功。
【详解】
（1）B对地面刚好无压力，故此时绳子的拉力为
对A受力分析如图所示：
在竖直方向合力为零，故
代入数据解得：
（2）A球水平方向做圆周运动，由牛顿第二定律得： 代入数据解得：
（3）当B上升 时，拉A的绳长为 ，此时对水平方向上有：
(1)物块到达P点时的速度大小vP；
(2)物块离开弹簧时的速度大小vC；
(3)若要使物块始终不脱离轨道运动，则物块离开弹簧时速度的最大值vm.
【答案】(1) (2)vC=9m/s(3)
【解析】
【详解】
(1)在P点，根据牛顿第二定律：
解得:
(2)由几何关系可知BP间的高度差
物块C至P过程中，根据动能定理：
而f= N
解得圆筒转动的角速度最小值为
综上所述本题答案是：
点睛：解本题要明确物块刚好不下滑的条件是什么，然后结合受力求解角速度的大小．