人教物理必修2重難強化訓(xùn)練3 豎直面內(nèi)的圓周運動問題

1、.重難強化訓(xùn)練三時間：45分鐘分值：100分一、選擇題共9小題，每題6分第15題為單項選擇題，69題為多項選擇題1如圖1所示，用一連接體一端與一小球相連，繞過O點的程度軸在豎直平面內(nèi)做圓周運動，設(shè)軌道半徑為r，圖中P、Q兩點分別表示小球軌道的最高點和最低點，那么以下說法正確的選項是圖1A假設(shè)連接體是輕質(zhì)細繩時，小球到達P點的速度可以為零B假設(shè)連接體是輕質(zhì)細桿時，小球到達P點的速度可以為零C假設(shè)連接體是輕質(zhì)細繩時，小球在P點受到細繩的拉力不可能為零D假設(shè)連接體是輕質(zhì)細桿時，小球在P點受到細桿的作用力為拉力，在Q點受到細桿的作用力為推力B假設(shè)連接體是輕質(zhì)細繩，小球在最高點的最小速度為，此時細繩拉力

2、為零，選項A、C錯誤；假設(shè)連接體是輕質(zhì)細桿，小球剛好到達P點的速度為零，選項B正確；假如小球在最高點P的速度為，細桿拉力為零，假如v，細桿的作用力為拉力，假如v，細桿的作用力為推力，小球在最低點Q時受到細桿的拉力作用，選項D錯誤2一輕桿下端固定一質(zhì)量為M的小球，上端連在軸上，并可繞軸在豎直平面內(nèi)運動，不計空氣阻力，在最低點給小球程度速度v0時，剛好能到達最高點，假設(shè)小球在最低點的瞬時速度從v0不斷增大，那么可知A小球在最高點對桿的作用力不斷增大B小球在最高點對桿的作用力先減小后增大C小球在最高點對桿的作用力不斷減小D小球在最高點對桿的作用力先增大后減小B桿在最高點對小球的彈力既可能向上又可能向

3、下，因此，小球在最高點的速度可以為零當(dāng)最高點桿對小球的作用力為零時，重力提供向心力，由mg可知，臨界速度v0.隨著最低點的瞬時速度從v0不斷增大，小球?qū)U的作用力先是方向向下減小到零，然前方向向上逐漸增大，故B正確3無縫鋼管的制作原理如圖2所示，豎直平面內(nèi)，管狀模型置于兩個支承輪上，支承輪轉(zhuǎn)動時通過摩擦力帶動管狀模型轉(zhuǎn)動，鐵水注入管狀模型后，由于離心作用，鐵水緊緊地覆蓋在模型的內(nèi)壁上，冷卻后就得到無縫鋼管管狀模型內(nèi)壁半徑為R，那么以下說法正確的選項是圖2A鐵水是由于受到離心力的作用才覆蓋在模型內(nèi)壁上的B模型各個方向上受到的鐵水的作用力一樣C假設(shè)最上部的鐵水恰好不分開模型內(nèi)壁，此時僅重力提供向心

4、力D管狀模型轉(zhuǎn)動的角速度最大為C鐵水是由于離心作用覆蓋在模型內(nèi)壁上的，模型對它的彈力和重力的合力提供向心力，選項A錯誤；模型最下部受到鐵水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，選項B錯誤；最上部的鐵水假如恰好不分開模型內(nèi)壁，那么重力提供向心力，由mgmR2，可得，故管狀模型轉(zhuǎn)動的角速度至少為，選項C正確，D錯誤4質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓管軌道內(nèi)運動，小球的直徑略小于圓管的直徑，如圖3所示小球以速度v通過最高點時對圓管外壁的壓力恰好為mg，那么小球以速度通過圓管的最高點時 【導(dǎo)學(xué)號：75612060】圖3A小球?qū)A管內(nèi)、外壁均無壓力B小球?qū)A管外壁的壓力等于C小球?qū)A管內(nèi)壁的壓力等于D小球

5、對圓管內(nèi)壁的壓力等于mgC設(shè)小球做圓周運動的半徑為r，小球以速度v通過最高點時，由牛頓第二定律得2mgm；小球以速度通過圓管的最高點時，設(shè)小球受向下的壓力FN，有mgFNm；由得FN，該式說明，小球受到向上的支持力，由牛頓第三定律知小球?qū)A管內(nèi)壁有向下的壓力，大小為，C正確5如圖4所示，質(zhì)量為m的小球固定在桿的一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運動當(dāng)小球運動到最高點時，瞬時速度v，L是球心到O點的間隔 ，那么球?qū)U的作用力是圖4A拉力，大小為mgB壓力，大小為mgC0D壓力，大小為mgB當(dāng)只有重力提供向心力時，球?qū)U的作用力為零，所以mgm，解得v.因為，桿對球的作用力是支持力，即mgFNm，

6、解得FNmg，由牛頓第三定律，球?qū)U的作用力是壓力，應(yīng)選B6.在圖5所示光滑軌道上，小球滑下經(jīng)平直部分沖上圓弧部分的最高點A時，對圓弧的壓力為mg，圓弧的半徑為R，那么圖5A在最高點A，小球受重力和向心力B在最高點A，小球受重力和圓弧的壓力C在最高點A，小球的速度為 D在最高點A，小球的向心加速度為2gBD小球在最高點受重力和壓力，由牛頓第二定律得FNmgma，又FNmg，所以a2g，B、D正確7“南昌之星摩天輪位于江西省南昌市紅谷灘新區(qū)紅角洲贛江邊上的贛江市民公園，是南昌市標(biāo)志性建筑該摩天輪總高度為160米，轉(zhuǎn)盤直徑為153米，比位于英國泰晤士河邊的135米高的“倫敦之眼摩天輪還要高游人乘坐

7、時，轉(zhuǎn)輪始終不停地勻速轉(zhuǎn)動以下說法中正確的選項是圖6A每時每刻每個人受到的合力都不等于零B每個乘客都在做加速度為零的勻速運動C乘客在乘坐過程中對座位的壓力始終不變D乘客在乘坐過程中有失重和超重的感覺AD勻速圓周運動不是勻速運動，而是非勻變速運動，物體所受的合力提供向心力，每時每刻指向圓心，其大小恒定，應(yīng)選項A正確，B錯誤人在乘坐過程中，人對座位的壓力在最低點時最大，F(xiàn)maxmgm，處于超重狀態(tài)；在最高點時最小，F(xiàn)minmgm，處于失重狀態(tài)，選項C錯誤，D正確8中國首位“太空老師王亞平在“天宮一號太空艙內(nèi)做了如下兩個實驗：實驗1，將一個細線懸掛的小球由靜止釋放，小球呈懸浮狀實驗2，拉緊細線給小球

8、一個垂直于線的速度，小球以懸點為圓心做勻速圓周運動；設(shè)線長為L，小球的質(zhì)量為m，小球做圓周運動的速度為v.地球?qū)π∏虻囊s是地面重力mg的0.9倍，那么在兩次實驗中，細線對球拉力的大小是實驗1實驗2圖7A實驗1中拉力為0B實驗1中拉力為0.9mgC實驗2中拉力為0.9mgmD實驗2中拉力為mAD實驗1中，小球處于完全失重狀態(tài)，拉力為0，A正確，B錯誤；實驗2中小球受到的拉力提供向心力，大小為m，C錯誤，D正確9某興趣小組設(shè)計了一個滾筒式炒栗子機器，滾筒內(nèi)外表粗糙，內(nèi)直徑為D工作時滾筒繞固定的程度中心軸轉(zhuǎn)動為使栗子受熱均勻，要求栗子到達滾筒最高處前與筒壁脫離，那么圖8A滾筒的角速度應(yīng)滿足B滾筒

9、的角速度應(yīng)滿足C栗子脫離滾筒的位置與其質(zhì)量無關(guān)D假設(shè)栗子到達最高點時脫離滾筒，栗子將自由下落AC栗子在最高點恰好不脫離時有：mgm2，解得，要求栗子到達滾筒最高處前與筒壁脫離，那么，故A正確，B錯誤；栗子脫離滾筒的位置與其質(zhì)量無關(guān)，故C正確；假設(shè)栗子到達最高點時脫離滾筒，由于栗子的速度不為零，栗子的運動不是自由落體運動，故D錯誤二、非選擇題10如圖9所示，是馬戲團中上演的飛車節(jié)目，在豎直平面內(nèi)有半徑為R的圓軌道表演者騎著摩托車在圓軌道內(nèi)做圓周運動人和摩托車的總質(zhì)量為m，人以v1 的速度過軌道最高點B，并以v2 v1的速度過最低點A求在A、B兩點軌道對摩托車的壓力大小相差多少？圖9解析在B點，F(xiàn)

10、Bmgm 解之得FBmg；在A點，F(xiàn)Amgm 解之得FA7mg.所以在A、B兩點軌道對車的壓力大小相差6mg.答案6mg11如圖10所示，長為L的輕桿，兩端各連接一個質(zhì)量都是m的小球，使它們以輕桿中點為軸在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，周期T2，求它們通過豎直位置時桿分別對上下兩球的作用力，并說明是拉力還是支持力圖10解析對小球受力分析，得在最低點處F1mgm·，所以F1mg，方向向上，為拉力在最高點處，設(shè)球受桿拉力為F2，F(xiàn)2mgm·.所以F2mg，故知F2方向向上，為支持力答案最低點：mg，拉力最高點：mg，支持力12如圖11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以不同速率進入管內(nèi)，A通過最高點C時，對管壁上部的壓力為3mg，B通過最高點C時，對管壁下部的壓力為0.75mg.求A、B兩球落地點間的