2018_2019学年高中物理第五章曲线运动专题课竖直平面内圆周运动模型习题新人教版.docx

专题课竖直平面内圆周运动模型图LZ111(多选)摩天轮顺时针匀速转动时，重为G的游客经过图LZ11中a、b、c、d四处时，座椅对其竖直方向的支持力大小分别为FNa、FNb、FNc、FNd，则()AFNaGCFNcGDFNdG图LZ122荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动图LZ12为小孩荡秋千运动到最高点的示意图，下列说法正确的是(不计空气阻力)()A小孩运动到最高点时，小孩所受的合力为零B小孩从最高点运动到最低点过程做匀速圆周运动C小孩运动到最低点时处于失重状态D小孩运动到最低点时，小孩的重力和绳子拉力的合力提供圆周运动的向心力3如图LZ13所示，质量为m的物体从半径为R的半球形碗边缘向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v.若物体滑到最低点时受到的摩擦力是f，重力加速度为g，则物体与碗间的动摩擦因数为()图LZ13A.B.C.D.图LZ144杂技演员表演“水流星”，在长为1.6m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图LZ14所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4m/s，则下列说法正确的是(g取10m/s2)()A“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N图LZ155如图LZ15所示，某轻杆一端固定一个质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法中正确的是()A小球过最高点时，杆所受的弹力不可以为零B小球过最高点时，最小速度为C小球过最低点时，杆对球的作用力不一定与小球所受重力方向相反D小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定大于或等于杆对球的作用力图LZ166如图LZ16所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重力为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为(g为重力加速度)()A0B.C.D.图LZ177质量为m的小球在竖直平面内的圆管中运动，小球的直径略小于圆管的口径，如图LZ17所示已知小球以速度v通过圆管的最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时()A对圆管的内、外壁均无压力B对圆管外壁的压力等于C对圆管内壁的压力等于D对圆管内壁的压力等于mg8如图LZ18甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一个小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其Fv2图像如图乙所示则下列说法错误的是()图LZ18A小球的质量为B当地的重力加速度大小为Cv2c时，小球对杆的弹力方向向上Dv22b时，小球受到的弹力与重力大小相等9游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学，如图LZ19所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在c处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点b处时接到，已知“摩天轮”半径为R，重力加速度为g(不计人和吊篮的大小及重物的质量)求：(1)接住前重物下落运动的时间t；(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小v；(3)乙同学在最低点处对吊篮的压力F.图LZ1910如图LZ110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从地面上以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg.求A、B两球落地点间的距离图LZ1101AC解析游客在b、d位置时，游客的加速度沿水平方向，竖直方向加速度为零，故有FNdG，FNbG，游客在a位置时，加速度向下，GFNaman，游客在c位置时，加速度向上，FNcGman，故有FNaG，选项A、C正确，B、D错误2D解析小孩运动到最高点时，速度为零，受重力和拉力，合力不为零，方向沿着切线方向，故选项A错误；小孩从最高点运动到最低点过程中，线速度越来越大，选项B错误；小孩运动到最低点时，具有向心加速度，方向竖直向上，故小孩处于超重状态，选项C错误；小孩运动到最低点时，小孩的重力和绳子的拉力的合力提供圆周运动的向心力，故选项D正确3B解析设在最低点时碗底对物体的支持力为FN，则FNmgm，解得FNmgm.由fFN，解得，选项B正确4B解析水流星在最高点的临界速度v4m/s，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出故选项B正确5D解析小球在最高点时，如果速度恰好为，则此时恰好只有重力作为它的向心力，杆和球之间没有作用力，弹力为0；如果速度小于此值，重力大于所需要的向心力，杆对球有支持力，方向与重力的方向相反，杆的作用力Fmgm，此时重力一定大于或等于杆对球的作用力，故选项A、B错误，D正确；小球过最低点时，杆对球的作用力竖直向上，与重力方向一定相反，选项C错误6C解析由题意知Fmg2mgm，故速度大小v，C项正确7C解析小球以速度v通过圆管的最高点时，由牛顿第二定律得2mgm，假设小球以速度通过圆管的最高点时受到的压力向下，其大小为FN，则有mgFNm，联立解得FN，上式表明，小球受到的压力向上，由牛顿第三定律知，小球对圆管内壁有向下的压力，大小为，选项C正确8B解析当弹力F方向向下时，Fmg，解得Fv2mg，当弹力F方向向上时，mgFm，解得Fmgm，对比Fv2图像可知，bgR，amg，联立解得g，m，选项A正确，B错误；v2c时，小球对杆的弹力方向向上，选项C正确；v22b时，小球受到的弹力与重力大小相等，选项D正确9(1)2(2)(3)1mg，方向竖直向下解析 (1)由2Rgt2，解得t2.(2)由圆周运动的规律有v由几何关系得s联立解得v.(3)由牛顿第二定律有Fmgm解得F1mg由牛顿第三定律可知，乙同学在最低点处对吊篮的压力F1mg，方向竖直向下103R解析两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它