人教版必修二 第五章第11节 竖直平面内圆周运动实例分析 作业.doc

高中物理必修2第五章第11节 竖直平面内圆周运动实例分析（答题时间：30分钟）1. 英国特技演员史蒂夫特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道，如图所示，环形车道竖直放置，直径达12 m，若汽车在车道上以12 m/s恒定的速率运动，演员与汽车的总质量为1 000 kg，重力加速度g取10 m/s2，则（）a. 汽车通过最低点时，演员处于超重状态b. 汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4104 nc. 若要挑战成功，汽车不可能以低于12 m/s的恒定速率运动d. 汽车在环形车道上的角速度为1 rad/s2. 如图所示，长为r的细杆一端固定一个质量为m的小球，使之绕另一端o在竖直面内做圆周运动，小球运动到最高点时的速度v，在这点时（） a. 小球对杆的拉力是b. 小球对杆的压力是c. 小球对杆的拉力是mgd. 小球对杆的压力是mg3. 如图所示，半径为r的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动，对于半径r不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，下列说法中正确的是（）a. 半径r越大，小球通过轨道最高点时的速度越大b. 半径r越大，小球通过轨道最高点时的速度越小c. 半径r越大，小球通过轨道最高点时的角速度越大d. 半径r越大，小球通过轨道最高点时的角速度越小4. 如图所示，竖直环a半径为r，固定在木板b上，木板b放在水平地面上，b的左右两侧各有一挡板固定在地上，b不能左右运动，在环的最低点静放有一小球c，a、b、c的质量均为m,现给小球一水平向右的瞬时速度，小球会在环内侧做圆周运动。为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起（不计小球与环的摩擦阻力），则最高点瞬时速度v必须满足（）a. 最小值 b. 最大值c. 最小值 d. 最大值5. 一轻杆一端固定一个质量为m的小球，以另一端o为圆心，使小球在竖直面内做半径为r的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（）a. 小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零b. 小球过最高点的最小速度是c. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大d. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小1. ab 解析：因为汽车通过最低点时，演员具有指向圆心向上的加速度，故处于超重状态，a正确；由可得汽车在环形车道上的角速度为2 rad/s，d错误；在最高点由mgm可得v07.7 m/s，c错误；由mgfm可得汽车通过最高点时对环形车道的压力为f=1.4104 n，b正确。2. b 解析：设在最高点，小球受杆的支持力fn，方向向上，则由牛顿第二定律得：mgfnm，得出fnmg，故杆对小球的支持力为mg，由牛顿第三定律知，小球对杆的压力为mg，b正确。3. ad 解析：小球通过最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点mg，即v0，选项a正确而b错误；最高点时的角速度，选项d正确而c错误。4. ad 解析：要保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满足mgm，可得小球在最低点瞬时速度的最小值为；为了不会使环在竖直方向上跳起，在最高点有最大速度时，球对环的压力为2mg，满足3mgm，可得小球在最低点瞬时速度的最大值为。5. a 解析：因轻杆既可以提供拉力又可以提供支持力，所以在最高点