2011届高考物理一轮复习随堂精品练习 第16课时圆周运动的临界问题

第第 1616 课时课时 专题专题 圆周运动的临界问题圆周运动的临界问题 1 图 4 3 6 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 4 3 6 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Fa mg 烧断b后 因惯性 要在竖直面内 做圆周运动 且Fa mg m 所以Fa Fa A 错 B 对 当 足够小时 小球不能摆 v2 l 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 BCD 2 图 4 3 7 m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 4 3 7 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 1 2 g r g rgr 1 2 gr 解析 当m被水平抛出时只受重力的作用 支持力N 0 在圆周最高点 重力提供向心力 即mg 所以v 而v 2 f r 所以f 所以每秒的转数最小 mv2 rgr v 2 r 1 2 g r 为 A 正确 1 2 g r 答案 A 3 图 4 3 8 2010 西南师大附中模拟 如图 4 3 8 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vmin g R r B 小球通过最高点时的最小速度vmin 0 C 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 FN Fmg m 因此 外侧管壁一定对球有作用力 而内侧壁 v2 R r 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 BC 4 图 4 3 9 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 4 3 9 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 F Mg M v2 L 解得 F Mg M 即他用的绳子能承受的最大拉力不小于Mg M v2 L v2 L 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 x vt 竖直方向有 h gt2 1 2 解得 x v 即这道山涧的宽度不超过v 2h g 2h g 答案 1 Mg M 2 v v2 L 2h g 5 图 4 3 10 2010 诸城模拟 如图 4 3 10 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mg 0 5mg v1 当小 mv2 1 R gR 2 球对管上部有压力时 则有mg 0 5mg v2 mv2 2 R