高考物理一轮总复习专题训练 专题 圆周运动的临界问题（含解析）.doc

第3讲 专题 圆周运动的临界问题1.图436质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的a点和c点，如图436所示，当轻杆绕轴bc以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆子停止转动，则() a小球仍在水平面内做匀速圆周运动b在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大c若角速度较小，小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动d若角速度较大，小球可在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动解析：绳b烧断前，竖直方向合力为零，即famg，烧断b后，因惯性，要在竖直面内做圆周运动，且famgm，所以fafa，a错b对，当足够小时，小球不能摆过ab所在高度，c对，当足够大时，小球在竖直面内能通过ab上方最高点，从而做圆周运动，d对答案：bcd2.图437m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，a为终端皮带轮，如图437所示，已知皮带轮半径为 r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，a轮每秒的转数最少是() a. b. c. d.解析：当m被水平抛出时只受重力的作用，支持力n0.在圆周最高点，重力提供向心力，即mg，所以v.而v2fr，所以f ，所以每秒的转数最小为 ，a正确答案：a3.图438(2010西南师大附中模拟)如图438所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为r，小球半径为r，则下列说法正确的是()a小球通过最高点时的最小速度vminb小球通过最高点时的最小速度vmin0c小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力d小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析：小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故a错误，b正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力fn与球重力在背离圆心方向的分力fmg的合力提供向心力，即：fnfmgm，因此，外侧管壁一定对球有作用力，而内侧壁无作用力，c正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，d错误答案：bc4.图439某实验中学的学习小组在进行科学探测时，一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧，他先用绳索做了一个单摆(秋千)，通过摆动，使自身获得足够速度后再平抛到山涧对面，如图439所示，若他的质量是m，所用绳长为l，在摆到最低点b处时的速度为v，离地高度为h，当地重力加速度为g，则：(1)他用的绳子能承受的最大拉力不小于多少？(2)这道山涧的宽度不超过多大？解析：(1)该同学在b处，由牛顿第二定律得：fmgm，解得：fmgm，即他用的绳子能承受的最大拉力不小于mgm.(2)对该同学做平抛运动的过程由运动学公式得：水平方向有：xvt，竖直方向有：hgt2，解得：xv ，即这道山涧的宽度不超过v .答案：(1)mgm(2)v 5.图4310(2010诸城模拟)如图4310所示，半径为r，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点p时，对管壁的压力为0.5mg.求：(1)小球从管口飞出时的速率；(2)小球落地点到p点的水平距离解析：(1)分两种情况，当小球对管下部有压力时，则有mg0.5mg，v1.当小球对管上部有压力时，则