5.4竖直平面内圆周运动.doc

2012届高三物理复习资料 第四课时 竖直平面内圆周运动【知识梳理】一、三个基本模型 二、典型题型 【参考例题】1.一轻杆一端固定一质量为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，以下说法正确的是： （ ） A.小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零 B.小球过最高点时最小速度为C.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，此时重力一定大于杆对球的作用力D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反2.质量为m的小球，用长为L的轻绳悬于O点，在O点正下方L/2处有一光滑的小钉子O，把小球拉到与O等高的水平位置，摆线被钉子挡住，如图所示，当小球从静止开始释放，在第一次经过最低点P时：（ ） A.小球的速度突然减小 B.小球的角速度突然减小 C.小球的向心加速度突然减小 D.摆线上的张力突然减小3如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为（g=10m/s2） （ ）A8m B9m C10m D11m4.如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内做匀速圆周运动从水平位置a到最高b的过程中 ( )A.B对A的支持力越来越大 B.B对A的支持力越来越小C.B对A的摩擦力越来越大 D.B对A的摩擦力越来越小5.一根轻杆长为0.6m，杆的一端固定在转轴O点，另一端和杆中间各固定一质量为2.0kg的钢球A和B，当杆绕轴O转动到达最低点时，A球的速度为3.0m/s。求：（1）两段杆受到的力的大小；（2）轴O所受的力的大小和方向； （3）当A球达到最高点时,速度为1.0m/s,上、下两段杆和轴O受力的大小各为多少？6.如图所示，长为L的细绳，一端系有一质量为m的小球，另一端固定在O点。细绳能够承受的最大拉力为7mg。现将小球拉至细绳呈水平位置，然后由静止释放，小球将在竖直平面内摆动。如果在竖直平面内直线OA（OA与竖直方向的夹角为）上某一点O钉一个小钉，为使小球可绕O点在竖直平面内做圆周运动，且细绳不致被拉断，求：OO的长度d所允许的范围。mALOdO【训练平台】 姓名 学号 ABV1.如图所示, 将完全相同的两小球A、B用长为0.8m的细绳悬于以4m/s的速度向右匀速运动的小车顶部，两球分别与小车的前、后壁接触，由于某种原因，小车突然停止，此时悬线的拉力之比FB：FA为（g取10m/s2）A1：1B1：2C1：3D1：42.一座半径R10m的圆弧形凸形桥，桥的最高点能承受的最大压力N30000N，现有质量M4t的汽车通过这桥的最高点，则()A.此桥必承受不住. B.只要车速大于5m/s桥就承受得起.C.只要车速小于5m/s桥就承受得住. D.只要车速小于桥就承受不住.3. 如图所示：一根长为l的细绳上端固定，下端拴一个质量为m为小球，拉起小球使细绳成水平状态，然后放手，小球在通过最低位置时，加速度为a，线速度为v，角速度为，绳的拉力为T。如果换用更长一点的细绳重复实验，则A. v、a都增大 B.T不变，增大C.、a都减小 D. v增大，减小4.一竖直放置的光滑圆形轨道连同底座总质量为M，放在水平地面上，如图所示一质量为m的小球沿此轨道做圆周运动AC两点分别是轨道的最高点和最低点，轨道上的BD两点与圆心等高在小球运动过程中，轨道始终静止则关于轨道底座对地面的压力大小及地面对轨道底座的摩擦力方向，下面说法正确的是（ ）A小球运动到A点时，NMg，摩擦力方向向左B小球运动到B点时，NMg，摩擦力方向向右C球运动到C点时，NMgmg，地面对轨道底座无摩擦力D小球运动到D点时，NMg，摩擦力方向向右5.在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到轴的距离为R，如图所示，为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度不能超过（ ）AB CD6.如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是( )A在释放瞬间，支架对地面压力为（mM）gB在释放瞬间，支架对地面压力为 MgC摆球到达最低点时，支架对地面压力为（mM）gD摆球到达最低点时，支架对地面压力为（3mM）g7一个小球在竖直圆环内一次又一次做圆周运动，当它第n次经过圆环的最低点时，它的速度为7ms，第(n+1)次经过环的最低点时，它的速度为5ms，则小球第(n+2)次经过环的最低点时，它的速度v一定满足( )Av=3ms BVlms Cv=lms DVlms 8早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的物体，其重量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻”后来，人们常把这类物理现象称为“厄缶效应”如图所示我们设想，在地球赤道附近的地平线上，有一列质量是M的列车，正在以速率v，沿水平轨道匀速向东行驶已知地球的半径R；自转周期T今天我们象厄缶一样，如果仅考虑地球自转的影响（火车随地球做线速度为R/T的圆周运动）时，火车对轨道的压力为N；在此基础上，又考虑到这列火车匀速相对地面又附加了一个线速度v做更快的圆周运动，并设此时火车对轨道的压力为N，那么单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道压力减轻的数量（NN）为 （ ）AMv2/RBMv2/R+2(2/T)v CM(2/T)v DMv2/R+ (2/T)v9.如图所示，质量为m的小球在竖直面内的光滑圆形轨道内侧做圆周运动，通过最高点且刚好不脱离轨道，当小球通过与圆心等高的A点时，对轨道内侧的压力大小为 （ ）A、mg B、2mgC、3mg D、4mg10.如图所示，一滑块沿着粗糙的竖直圆弧轨道滑行，经过最高点时速度大小v2m/s，圆弧半径R2m，滑块与轨道间的滑动摩擦系数0.5，则滑块经过最高点时的加速度大小为.11如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为=1060,平台与AB连线的高度差为h=0.8m（计算中取g=10m/s2,sin530=0.8，cos530=0.6）求：（1）小孩平抛的初速度（2）小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力12如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知O点到斜面底边的距离Soc=L，则(1)小球通过最高点A时的速度vA为多少？(2)小球通过最低点B时，细线对小球拉力为多少？(3)若小球运动到A点或B点时剪断细线，小球滑落到斜面底边时到C点的距离相等，则l和L应满足的关系式是什么？13.