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高二物理圆周运动试题讲解和相关例题

2026-06-10 08:04:00信息公告320

高二物理圆周运动试题讲解和相关例题yNY物理好资源网(原物理ok网)

一、试题讲解yNY物理好资源网(原物理ok网)

【例题1】(2022·湖南长沙)如图所示,在水平面上固定一个半径为R的半圆环,在半圆环的最高点固定一质量为m的小球,现给小球一水平初速度v0,使小球在半圆环上做圆周运动,运动过程中小球受到的支持力始终与小球的运动方向垂直,重力加速度为g。下列说法正确的是( )yNY物理好资源网(原物理ok网)

A. 小球在最高点时速度最大yNY物理好资源网(原物理ok网)

B. 小球在最高点时向心加速度最大yNY物理好资源网(原物理ok网)

C. 小球在最低点时速度最小yNY物理好资源网(原物理ok网)

D. 小球在最低点时向心加速度最小yNY物理好资源网(原物理ok网)

【分析】yNY物理好资源网(原物理ok网)

本题考查了圆周运动向心力的应用,根据向心力公式分析即可。yNY物理好资源网(原物理ok网)

【解答】yNY物理好资源网(原物理ok网)

ABCD.小球在最高点时速度最小,向心力最小,支持力最小,加速度最小;小球在最低点时速度最大,向心力最大,支持力最大,加速度最大。故ABD正确,C错误。yNY物理好资源网(原物理ok网)

故选ABD。yNY物理好资源网(原物理ok网)

【例题2】(2023·湖南长沙)如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,在直径AB的左侧连接一个光滑的固定小圆环CD,CD与AB在同一竖直平面内。一质量为m的小球从A点静止开始下滑,到达半圆环的最低点B时对轨道的压力大小为3mg。下列说法正确的是( )yNY物理好资源网(原物理ok网)

A. 小球到达B点时的速度大小为√(6gR)yNY物理好资源网(原物理ok网)

B. 小球从A到B的过程中克服重力做功为mgRyNY物理好资源网(原物理ok网)

C. 小球从A到B的过程中机械能守恒yNY物理好资源网(原物理ok网)

D. 小球从A到B的过程中动能增加量等于重力势能的减少量yNY物理好资源网(原物理ok网)

【分析】yNY物理好资源网(原物理ok网)

小球从A到B的过程中,只有重力做功,机械能守恒;根据动能定理求出小球到达B点时的速度大小;根据牛顿第二定律求出小球到达B点时的支持力大小,再根据牛顿第三定律求出小球对轨道的压力大小。yNY物理好资源网(原物理ok网)

【解答】yNY物理好资源网(原物理ok网)

AC.小球从A到B的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律得:$mgR + \frac{1}{2}mv^{2} = \frac{1}{2}mv_{B}^{2}$解得:$v_{B} = \sqrt{6gR}$,故A正确,C错误;yNY物理好资源网(原物理ok网)

BD.小球从A到B的过程中克服重力做功为$mgR$,重力势能减少了$mgR$,根据动能定理可知:$mg \times 2R = \Delta E_{k}$解得:$\Delta E_{k} = 2mgR$,故BD错误。yNY物理好资源网(原物理ok网)

故选A。yNY物理好资源网(原物理ok网)

二、总结yNY物理好资源网(原物理ok网)

圆周运动是高中物理的重点和难点之一。解决这类问题的关键是分析物体的受力情况并建立动力学方程。同时要注意向心力的来源和方向以及向心加速度的方向性。对于圆周运动中的离心现象和向心现象要特别注意区分。yNY物理好资源网(原物理ok网)

三、拓展yNY物理好资源网(原物理ok网)

【例题3】(2023·湖南长沙)如图所示,一质量为m的小球套在一光滑的水平杆上,杆与小球间有摩擦力作用。现给小球一水平向右的初速度v_{0},已知小球受到的摩擦力随速度的增大而增大。若小球恰能做完整的圆周运动且摩擦力做的功最少,则( )yNY物理好资源网(原物理ok网)

A. 小球的初速度大小为$\frac{mg\sqrt{R}}{m}$ B. 小球的初速度大小为$\sqrt{gR}$ C. 杆对小球的摩擦力方向始终向右 D. 杆对小球的摩擦力方向先向右后向左yNY物理好资源网(原物理ok网)

【分析】yNY物理好资源网(原物理ok网)

小球恰好完成完整的圆周运动时摩擦力做的功最少,说明小球在最高点时速度最小,根据动能定理求解初速度的大小;根据牛顿第二定律求解杆对小球的摩擦力方向。yNY物理好资源网(原物理ok网)

【解答】yNY物理好资源网(原物理ok网)

AB.小球恰好完成完整的圆周运动时摩擦力做的功最少,说明小球在最高点时速度最小,根据动能定理得:$mg \times 2R = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$解得:$v_{0} = \sqrt{gR}$故A错误,B正确;yNY物理好资源网(原物理ok网)

CD.根据牛顿第二定律得:$mg - f = m\frac{v^{2}}{R}$解得:$f = mg - m\frac{vyNY物理好资源网(原物理ok网)

高二物理圆周运动试题讲解:yNY物理好资源网(原物理ok网)

圆周运动是高中物理的重点和难点之一。主要内容有:向心力的来源,向心加速度的方向,匀速圆周运动,变速圆周运动的向心力,离心现象等。yNY物理好资源网(原物理ok网)

例题:一质量为m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地打在斜面上被反弹回来恰好落到以地面上的A点。已知A点距离抛出点的水平距离为L,竖直距离为H,求小球落地点B与A的水平距离。yNY物理好资源网(原物理ok网)

解题思路:小球做圆周运动,在最高点时由重力提供向心力,根据向心力公式可求得小球做圆周运动的半径。再根据平抛运动的规律求解即可。yNY物理好资源网(原物理ok网)

注意事项:yNY物理好资源网(原物理ok网)

1. 明确小球做圆周运动时,在最高点时由重力提供向心力;yNY物理好资源网(原物理ok网)

2. 明确平抛运动的规律,并能灵活运用。yNY物理好资源网(原物理ok网)

希望以上讲解和例题对你有所帮助。yNY物理好资源网(原物理ok网)

高二物理圆周运动试题讲解yNY物理好资源网(原物理ok网)

圆周运动是高中物理的重点和难点之一,在高考中占据重要地位。圆周运动涉及到动力学和运动学两个方面的知识,需要学生掌握好基础知识并能够灵活运用。yNY物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们来讲解一下圆周运动的基本概念和公式。圆周运动是指物体沿着圆周运动的运动形式,常见的有匀速圆周运动和变速圆周运动。匀速圆周运动的线速度大小不变,方向不断变化;变速圆周运动的线速度大小和方向都在不断变化。常见的公式有:yNY物理好资源网(原物理ok网)

v = \omega ryNY物理好资源网(原物理ok网)

其中v是线速度,\omega是角速度,r是半径。yNY物理好资源网(原物理ok网)

例题:一个质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,小球在最低点时的速度为v1,在最高点时的速度为v2,已知小球在最低点和最高点时小球受到的拉力之差为ΔF,求小球的角速度。yNY物理好资源网(原物理ok网)

分析:根据公式v = \omega r,可以求出小球的角速度\omega = \frac{v}{r}。再根据牛顿第二定律求出小球在最低点和最高点时的拉力之差,从而求出小球的角速度。yNY物理好资源网(原物理ok网)

常见问题:yNY物理好资源网(原物理ok网)

1. 圆周运动的线速度方向如何描述?yNY物理好资源网(原物理ok网)

2. 变速圆周运动和匀速圆周运动的区别是什么?yNY物理好资源网(原物理ok网)

3. 如何求解圆周运动的向心加速度?yNY物理好资源网(原物理ok网)

4. 如何根据受力情况求解圆周运动的角速度、线速度、半径等参数?yNY物理好资源网(原物理ok网)

5. 圆周运动中常见的题型有哪些?如何解答?yNY物理好资源网(原物理ok网)

通过以上讲解和例题的讲解,相信同学们对圆周运动有了更深入的了解和掌握。在今后的学习和考试中,同学们可以灵活运用所学知识解答相关问题。yNY物理好资源网(原物理ok网)