20xx年高考物理圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用練習(xí)-資料下載頁
2025-03-15 04:05本頁面
【正文】 壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半，內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊．求：(1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大??；(2) 當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其所受到的摩擦力為零時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度．【解析】 (1)如圖，當(dāng)圓錐筒靜止時(shí)，物塊受到重力、f＝mgsinθ＝mg ①N＝mgcosθ＝mg ?、?2)物塊受到重力和支持力的作用，設(shè)圓筒和物塊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω豎直方向 Ncosθ＝mg ③水平方向 Nsinθ＝mω2r ④聯(lián)立③④，得ω＝其中tanθ＝，r＝ω＝13．如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，有一長為l的細(xì)線，細(xì)線的一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)到斜面底邊的距離sOC＝L，求：(1)小球通過最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA；(2)小球通過最低點(diǎn)B時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力；(3)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)或B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂，小球滑落到斜面底邊時(shí)到C點(diǎn)的距離若相等，則l和L應(yīng)滿足什么關(guān)系？【解析】 (1)小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球通過A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力為零，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律有：mgsinθ＝m解得：vA＝(2)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mv＋mg2lsinθ＝mv解得：vB＝小球在B點(diǎn)時(shí)根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律有：T－mgsinθ＝m解得：T＝6mgsinθ(3)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)或B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂，小球在平行底邊方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，在垂直底邊方向上做初速度為零、加速度a＝gsinθ的勻加速運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))細(xì)線在A點(diǎn)斷裂：L＋l＝at，sA＝vAtA細(xì)線在B點(diǎn)斷裂：L－l＝at，sB＝vBtB又sA＝sB聯(lián)立解得：L＝l
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