2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題4 圓周運(yùn)動應(yīng)用實例分組訓(xùn)練（含解析）

2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題4 圓周運(yùn)動應(yīng)用實例分組訓(xùn)練（含解析）A組生活中圓周運(yùn)動問題實例1世界一級方程式錦標(biāo)賽新加坡大獎賽賽道單圈長5.067公里，共有23個彎道，賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，常常在彎道上沖出跑道，則以下說法正確的是()A是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員未能及時轉(zhuǎn)動方向盤才造成賽車沖出跑道的B是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的C是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的D由公式Fm2r可知，彎道半徑越大，越容易沖出跑道【答案】C【解析】賽車在水平面上轉(zhuǎn)彎時，它需要的向心力是由賽車與地面間的摩擦力提供的由Fm知，當(dāng)v較大時，賽車需要的向心力也較大；當(dāng)摩擦力不足以提供其所需的向心力時，賽車將沖出跑道B組豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動問題2(xx·重慶模擬)如圖9所示，半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)A通過最高點C時，對管壁上部壓力為3 mg，B通過最高點C時，對管壁下部壓力為0.75 mg，求A、B兩球落地點間的距離圖9【答案】3R【解析】A球通過最高點時，由FNAmgm已知FNA3mg，可求得vA2B球通過最高點時，由mgFNBm已知 FB0.75mg可求得vB平拋落地歷時t故兩球落地點間的距離l(vAvB)t解得l3R.3如圖10所示，質(zhì)量為m的小球置于方形的光滑盒子中，盒子的邊長略大于小球的直徑某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)以O(shè)點為圓心做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，已知重力加速度為g，空氣阻力不計則：圖10(1)若要使盒子運(yùn)動到最高點時與小球之間恰好無作用力，則該同學(xué)拿著盒子做勻速圓周運(yùn)動的周期為多少？(2)若該同學(xué)拿著盒子以第(1)問中周期的做勻速圓周運(yùn)動，則當(dāng)盒子運(yùn)動到如圖所示的位置(球心與O點位于同一水平面上)時，小球?qū)凶拥哪男┟嬗凶饔昧?？作用力大小分別為多少？【答案】(1)2(2)小球?qū)凶拥挠覀?cè)面和下側(cè)面有作用力，大小分別為4mg和mg【解析】(1)設(shè)盒子的運(yùn)動周期為T0.因為在最高點時盒子與小球之間剛好無作用力，因此小球僅受重力作用，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得mgmR()2解之得T02.(2)設(shè)此時盒子的運(yùn)動周期為，則小球的向心加速度為a0R由第(1)問知T02且T由上述三式知a04 g設(shè)小球受盒子右側(cè)面的作用力為F，受上側(cè)面的作用力為FN，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律知，在水平方向上Fma0即F4mg在豎直方向上FNmg0即FNmg因為F為正值、FN為負(fù)值，所以小球?qū)凶拥挠覀?cè)面和下側(cè)面有作用力，大小分別為4mg和mg.