2022年高考物理总复习 专题4 圆周运动应用实例分组训练（含解析）

2022年高考物理总复习 专题4 圆周运动应用实例分组训练（含解析）A组生活中圆周运动问题实例1世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里，共有23个弯道，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是()A是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D由公式Fm2r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道【答案】C【解析】赛车在水平面上转弯时，它需要的向心力是由赛车与地面间的摩擦力提供的由Fm知，当v较大时，赛车需要的向心力也较大；当摩擦力不足以提供其所需的向心力时，赛车将冲出跑道B组竖直平面内的圆周运动问题2(xx重庆模拟)如图9所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内A通过最高点C时，对管壁上部压力为3 mg，B通过最高点C时，对管壁下部压力为0.75 mg，求A、B两球落地点间的距离图9【答案】3R【解析】A球通过最高点时，由FNAmgm已知FNA3mg，可求得vA2B球通过最高点时，由mgFNBm已知 FB0.75mg可求得vB平抛落地历时t故两球落地点间的距离l(vAvB)t解得l3R.3如图10所示，质量为m的小球置于方形的光滑盒子中，盒子的边长略大于小球的直径某同学拿着该盒子在竖直平面内以O点为圆心做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计则：图10(1)若要使盒子运动到最高点时与小球之间恰好无作用力，则该同学拿着盒子做匀速圆周运动的周期为多少？(2)若该同学拿着盒子以第(1)问中周期的做匀速圆周运动，则当盒子运动到如图所示的位置(球心与O点位于同一水平面上)时，小球对盒子的哪些面有作用力？作用力大小分别为多少？【答案】(1)2(2)小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力，大小分别为4mg和mg【解析】(1)设盒子的运动周期为T0.因为在最高点时盒子与小球之间刚好无作用力，因此小球仅受重力作用，由重力提供向心力，根据牛顿运动定律得mgmR()2解之得T02.(2)设此时盒子的运动周期为，则小球的向心加速度为a0R由第(1)问知T02且T由上述三式知a04 g设小球受盒子右侧面的作用力为F，受上侧面的作用力为FN，根据牛顿运动定律知，在水平方向上Fma0即F4mg在竖直方向上FNmg0即FNmg因为F为正值、FN为负值，所以小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力，大小分别为4mg和mg.