【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第3课时 专题 圆周运动的临界问题练习人教大纲版

1、第3课时 专题 圆周运动的临界问题1.图437如图437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 ，则以下判断正确的是()A小球不能到达P点B小球到达P点时的速度小于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：根据机械能守恒定律，mvmg·2Lmv能得出小球在P点的速度为 <，有的考生不仔细审题，误以为是绳系小球的问题，误选A，而将正确答案B排除在外；计算出向心力Fnmg<mg，故小球在P点受到轻杆向上的弹力答案：

2、BC2.图438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438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

3、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：BCD3.图439m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439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FN0.在圆周最高点，重力提供向心力，即mg，所以v而v2f·r，所以f 所以每秒的转数最小为 A正确答案：A4 一根轻绳长0.5 m，它最多能承受140 N拉力，在此绳一端系着一质量为1 kg的小球，另一端固定，使小球在竖直面内做圆周运动，为维持此运动，

4、小球在最高点处的速度大小取值范围是()A0v5 m/s B. m/sv3 m/sC0v3 m/s D3 m/sv5 m/s解析：设小球在最高点的最小速度为v1，最大速度为v2.则在最高点mg在最低点Fmmg由机械能守恒定律得mvmg·2lmv由得：v1 m/sv23 m/s，所以答案B正确答案：B5.图4310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4310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

5、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 6.图4311如图4311所示，一个质量为m0.6 kg的小球，以某一初速度v0从图中P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧轨道(不计空气阻力，进入时无机械能损失)已知圆弧半径R0.3 m，图中60°，小球到达A点时的速度v4 m/s，取g10 m/s2.试求：(1)小球做平抛运动的初速度v0；(2)判断小球能否通过圆弧最高点C；若能，求出小球到达圆弧轨道最高点C时对轨道的压力FN.解析：(1)将小球到达A点的速度分解如下图所示，则有v0vcos 2 m/s.(2)若小球能到达C点，由动能定理有mgR(1cos )mvmv2，可得vC m/s m/s，故