2019-2020学年新教材高中物理 课时跟踪训练（十六）圆周运动问题分析 鲁科版必修第二册

1 课时跟踪训练 十六 课时跟踪训练 十六 圆周运动问题分析圆周运动问题分析 a 级 学考达标 1 2019 潍坊高一检测 如图所示 小球p用两根长度相等 不 可伸长的细绳系于竖直杆上 随杆转动 若转动角速度为 则下列 说法不正确的是 a 只有超过某一值时 绳子ap才有拉力 b 绳子bp的拉力随 的增大而增大 c 绳子bp的张力一定大于绳子ap的张力 d 当 增大到一定程度时 绳子ap的张力大于绳子bp的张力 解析 选 d 小球p的重力 绳子bp的张力及绳子ap中可能存在的张力的合力提供 小球p做匀速圆周运动的向心力 用正交分解法求出小球p分别在水平 竖直两个方向受 到的合力fx合 fy合 由牛顿运动定律列方程 fx合 mr 2 fy合 0 分析讨论可知 a b c 正确 d 错误 2 有一种杂技表演叫 飞车走壁 由杂技演员驾驶摩托车沿圆台 形表演台的侧壁高速行驶 做匀速圆周运动 如图所示 图中虚线表 示摩托车的行驶轨迹 轨迹离地面的高度为h 下列说法中正确的是 a h越高 摩托车对侧壁的压力将越大 b h越高 摩托车做圆周运动的线速度将越大 c h越高 摩托车做圆周运动的周期将越小 d h越高 摩托车做圆周运动的向心力将越大 解析 选 b 摩托车受力如图所示 由于fn 所以摩托 mg cos 车受到侧壁的压力与高度无关 保持不变 摩托车对侧壁的压力f也 不变 a 错误 由f mgtan m m 2r知 h变化时 向心力f v2 r 不变 但高度升高 r变大 所以线速度变大 角速度变小 周期变大 选项 b 正确 c d 错误 3 如图所示是两种不同的过山车过最高点时的情形 图甲情形中 乘客经过轨道最高 点时头朝上 图乙情形中 乘客经过轨道最高点时头朝下 假设两种圆轨道的半径均为 r 下列说法正确的是 2 a 图甲中 乘客经过轨道最高点时 若v 座椅对乘客的作用力方向竖直向下 gr b 图甲中 乘客经过轨道最高点时 若v 座椅对乘客的作用力方向竖直向上 gr c 图乙中 乘客经过轨道最高点时 若v 座椅对乘客的作用力方向竖直向下 gr d 图乙中 乘客经过轨道最高点时 若v 座椅对乘客的作用力方向竖直向上 gr 解析 选 b 题图甲中 若过最高点只有重力提供向心力 则mg m 则速度为v v2 r 若v 则合力小于重力 所以人受到向上的支持力 故 a 错误 b 正确 题图乙 grgr 中 乘客经过轨道最高点时 若过最高点只有重力提供向心力 则mg m 则速度为v v2 r 此时座椅对人没有作用力 故 c 错误 题图乙中 乘客经过轨道最高点时 若v gr 则合力大于重力 所以人受到座椅施加的向下的压力 故 d 错误 gr 4 如图所示 长度均为l的两根轻绳 一端共同系住质量为m的小球 另一端分别固定在等高的a b两点 a b两点间的距离也为l 重力加速 度大小为g 今使小球在竖直面内以ab为轴做圆周运动 若小球在最高点的 速率为v时 两根绳的拉力恰好均为零 则小球在最高点的速率为 2v时 每根绳的拉力大小为 a mg b mg 3 4 3 3 c 3mg d 2mg 3 解析 选 a 当小球在最高点的速率为v时 有mg m 其中r l 当小球在最 v2 r 3 2 高点的速率为 2v时 有f mg m 解得两绳拉力的合力f 3mg 由几何知识得 2 v 2 r ft mg 故 a 正确 3 5 如图所示 长为l的轻杆一端固定质量为m的小球 另一端有固定 转轴o 现使小球在竖直平面内做圆周运动 p为圆周轨道的最高点 若小 球通过圆周轨道最低点时的速度大小为 则以下判断中正确的是 9 2gl a 小球不能到达p点 b 小球到达p点时的速度大于 gl 3 c 小球能到达p点 且在p点受到轻杆向上的弹力 d 小球能到达p点 且在p点受到轻杆向下的弹力 解析 选 c 由机械能守恒定律得m 2 mg 2l mv 解得vp 由轻杆 1 2 9 2gl 1 22p 1 2gl 模型可得 0 vp0 且较小时 球做圆周运动所需的向心力由球的重力跟管道内壁对球向上的 支持力fn1的合力提供 即mg fn1 m 当fn1 0 时 v 此时只有重力提供向心 v2 rgr 力 由此知 速度在 0 v 时 球的向心力由重力跟管道外壁对球的向下的弹力fn2共同提供 综上所述 选 gr 项 a c d 正确 12 2019 浙江 6 月学考 如图所示是质量可忽略不计的秋千 悬点o离地面高度 h 2 m 质量m 5 kg 的小猴 可视为质点 趴在秋千上 它到悬点o的距离l1 1 6 m 饲养 员在图中左侧推秋千 每次做功都为w 5 j 秋千首次从最低点被推动 以后每次推动都 是在秋千荡回左侧速度变为零时进行 若不计空气阻力 求 g取 10 m s2 6 1 经 1 次推动 小猴荡起的最高点比最低点高多少 2 经多少次推动 小猴经过最低点的速度v 4 m s 3 某次小猴向右经过最低点时 一个挂在秋千绳上c点的金属小饰物恰好脱落 并落 在地上d点 d到c的水平距离x 0 96 m c到o的距离l2 1 28 m 则小猴此次经过最 低点时对秋千的作用力多大 解析 1 推动一次 w mgh 解得 h 0 1 m 2 推动n次后 回到最低点 由动能定理 nw mv2 1 2 得 n 8 3 小饰物下落时间 h l2 gt2 1 2 解得t s 3 10 25 饰物飞出时的速度 v1 m s x t 4 10 5 设小猴经过最低点时速度为