【高考调研】2015高考物理总复习4-3圆周运动实例分析及其临界问题训练试题新人教版

1、【高考调研】2015高考历史总复习 4-3圆周运动实例分析及其临界问题训练试题 新人教版1(单选)火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是()A轨道半径RB若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内C若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内D当火车质量改变时，安全速率也将改变解析不挤压内、外轨时，火车受力如图所示，由向心力公式，知mgtanm，所以R，v，可见A、D项错误当速度大于v时，向心力增大，mg和FN的合力不足以提供向心力，挤压外轨，获得外轨的侧压力，方向平行于轨道平面向内，由牛顿第三定律可知，外轨受到侧压

2、力，方向平行于轨道平面向外，B项正确；火车速度小于v时，内轨受到侧压力，方向平行于轨道平面向内，C项错误答案B2(单选)如图所示的杂技演员在表演“水流星”的节目时，盛水的杯子经过最高点杯口向下时水也不洒出来对于杯子经过最高点时水的受力情况，下面说法正确的是()A水处于失重状态，不受重力的作用B水受平衡力的作用，合力为零C由于水做圆周运动，因此必然受到重力和向心力的作用D杯底对水的作用力可能为零解析失重状态是物体对支持物(或绳)的弹力小于重力，但物体重力不变，A项错误；水受力不平衡，有向心加速度，B项错误；向心力不是性质力，本题中向心力是重力和弹力的合力提供，C项错误；当重力恰好提供水做圆周运动

3、的向心力时，杯底对水的作用力为零，D项正确答案D3(单选)半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个小物体m，如图所示，今给它一个水平的初速度v0，则物体将()A沿球面下滑至M点B先沿球面至某点N，再离开球面做斜下抛运动C按半径大于R的新的圆弧轨道运动D立即离开半球做平抛运动解析小物体在半球面的顶点，若是能沿球面下滑，则它受到的半球面的弹力与重力的合力提供向心力，有mgFNmg，FN0，这说明小物体与半球面之间无相互作用力，小物体只受到重力的作用，又有水平初速度，小物体将做平抛运动答案D4.(单选)如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小

4、球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为，则杆的上端受到球对其作用力的大小为()Am2RBmCm D条件不足，不能确定解析本题考查向心力的来源，分析小球受力，重力和弹力提供向心力，向心力水平指向圆心，由勾股定理，得弹力为m，选项B对答案B5(多选)(2013·沈阳高三教学质量检测)如图所示，质量为m的小球(可看作质点)在竖直放置的半径为R的固定光滑圆环轨道内运动若小球通过最高点时的速率为v0，下列说法中正确的是()A小球在最高点时只受重力作用B小球在最高点对圆环的压力大小为mgC小球在最高点时重力的瞬时功率为0D小球绕圆环运动一周的时间大于2R/v0解析由F向心m，代入得F向

5、心mg，说明小球在最高点只受重力作用，A项正确，B项错误；根据功率的定义式PFvcos，小球在最高点时，力与速度垂直，故重力的瞬时功率为零，C项正确；根据机械能守恒定律知，小球在最高点的速率最小，小球全过程运动的平均速率大于v0，由T知，小球运动一周的时间小于，D项错误答案AC6. (单选)如图所示，OO为竖直转动轴，MN为固定在OO上的水平光滑杆，有两个质量相同的有孔金属球A、B套在水平杆上，AC、BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO上，当线拉直时，A、B两球到转轴距离之比为21，当转动角速度逐渐增大时()AAC线先断 BBC线先断C两线同时断 D不能确定哪段线先断解析两球A、B

6、向心力均由两线拉力的水平分力来提供，两线与MN杆的夹角恒定，设分别为和，C到MN的距离为L，则有FACcosmRA2，FACm2，FBCcosmRB2，FBCm2，由以上两式，可知FAC>FBC，故AC线先断，正确选项应为A项答案A7(单选)(2013·安徽名校二模)如图所示，一个竖直放置的圆锥筒，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半内壁上有一质量为m的小物块如果让圆锥筒绕其中心线OO转动，则下列说法正确的是()A当小物块在A点随筒做匀速转动时，受到重力、摩擦力和支持力三个力作用B当小物块在A点随筒做匀速转动时，受到重力、摩擦力、支持力和向心力四

7、个力作用C当小物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度为D当小物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度为解析当筒不转动，且小物块静止在筒壁A点时其受到重力、摩擦力和支持力三力作用而处于平衡状态；当小物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，其受到重力和支持力的作用，它们的合力提供向心力，设筒转动的角速度为，有mgtanm2·，由几何关系得tan，解得，C项正确；向心力不应该是物体受到的力，B项错误答案C8(多选)(2013·长春二模)如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相

8、同的小球(可视为质点)A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为53°和37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则(sin37°，cos37°)()AA、B两球所受支持力的大小之比为43BA、B两球运动的周期之比为43CA、B两球的动能之比为169DA、B两球的机械能之比为11251解析由题意可知N，所以，A选项正确；mgtanmRsin，所以，B选项错误；Ekv2，vRsin，所以，C选项错误；EpmgR(1cos)，所以，D选项正确答案AD9(单选)两

9、个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如右图所示，A运动的半径比B的大，则()AA所需的向心力比B的大BB所需的向心力比A的大CA的角速度比B的大DB的角速度比A的大解析小球由所受重力和绳子的拉力的合力充当向心力，设悬线与竖直方向夹角为，则Fnmgtanm2lsin，越大，向心力Fn越大，所以A项正确，B项错误；而2.故两者的角速度相同，C、D项错误答案A10(多选)如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，正确的说法是()A小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B小球在最高点时绳子的拉力有可能为零C若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点

10、的速率为零D小球经过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力解析设在最高点小球受的拉力为F1，最低点受到的拉力为F2，则在最高点F1mgm，即向心力由拉力F1与mg的合力提供，A项错误当v1时，F10，B项正确v1为球经最高点的最小速度，即小球在最高点的速率不可能为0，C项错误在最低点，F2mgm，F2mgm，所以经最低点时，小球受到绳子的拉力一定大于它的重力，D项正确答案BD11(单选)如图所示，天车下吊着两个质量都是m的工件A和B，系A的吊绳较短，系B的吊绳较长，若天车运动到P处突然停止，则两吊绳所受拉力FA、FB的大小关系是()AFA>FBBFA<FBCFAFBmg DFAFB&g

11、t;mg解析天车运动到P处突然停止后，A和B各以天车上的悬点为圆心做圆周运动，线速度相同而半径不同，Fmg，因为m相等，v相等，LA<LB，所以FA>FB.答案A12.(多选)一轻杆一端固定质量为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，如图所示，则()A小球过最高点时，杆所受弹力可以为零B小球过最高点时的最小速度为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跟小球所受重力的方向相反解析由Fmgm知，Fmmg，小球在最高点所受弹力大小F与其速度v有关，当v时，F0，A项正确；小

12、球过最高点的速度可以小于，甚至为0，B项错误；当v<时，F<mg，故F为支持力，C项正确；当v>时，F为向下的拉力，D项错误答案AC13.如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零)物体和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的倍求：(1)当转盘的角速度1时，细绳的拉力F1；(2)当转盘的角速度2时，细绳的拉力F2.解析设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为0，则mgmr解得0(1)因为1<0，所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大静摩擦力，即物体与盘间还未达到最大静摩擦力，细绳的拉力仍为0，

13、即F10.(2)因为2>0，所以物体所需向心力大于物体与盘间的最大静摩擦力，则细绳将对物体施加拉力F2，由牛顿第二定律，得F2mgmr解得F2答案(1)0(2)14(2010·重庆)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.(2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多大？解析(1)设绳子断掉后球的飞行时间为t，根据平抛运动规