2022届高考物理二轮专题复习：竖直平面内圆周运动问题

1、竖直平面内圆周运动问题一、选择题1. 一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，重力加速度为g，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eq r(gR)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2. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力忽略空气阻力，重力加速度为g，则球B在最高点时(

2、)A球B的速度为零B球A的速度大小为eq r(2gL)C水平转轴对杆的作用力为1.5mgD水平转轴对杆的作用力为2.5mg3. (多选)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为，重力加速度为g，则座舱()A运动周期为eq f(2R,)B线速度的大小为RC受摩天轮作用力的大小始终为mgD所受合力的大小始终为m2R4. 在通过小型水库的泄洪闸的下游路段，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时A.汽车对桥的压力等于汽车的重力B.汽车对桥的压力小于桥对汽车的支持力C.汽车所需的向心力由汽车受到的支持力提供D.为了防

3、止爆胎，汽车应低速驶过5. 如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端系一个质量为m的小球，当汽车以某一不为零的速率在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L1；当汽车以同一速率匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，弹簧竖直且长度为L2，下列说法正确的是A.L1=L2B.L1L2C.L1L2D.三种情况均有可能6.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为的圆弧形的立交桥横跨在水平路面上，一辆质量为的小汽车，从端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于超重状态C.小汽车在上

4、桥过程中受到桥面的支持力大小为D.小汽车到达桥顶时的速度必须大于7. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧管壁半径为，小球半径为，则下列说法正确的是A.小球在水平线以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力B.小球在水平线以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力C.小球在水平线以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D.小球通过最高点时的最小速度8. 如图所示，用长为的细绳拴着质量为的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是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不可能为零C.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力D.

5、若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为9. 如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则A.物块始终受到三个力作用B.只有在、四点，物块受到的合外力才指向圆心C.从到，物块所受的摩擦力先增大后减小D.从到，物块处于超重状态10.如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上、两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为的小球上，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形始终在竖直平面内，若转动过程中、两绳始终处于拉直状态，重

6、力加速度为，则下列说法正确的是A.绳的拉力范围为B.绳的拉力范围为C.绳的拉力范围为D.绳的拉力范围为二、填空题11. 质量为1.0103kg的汽车，以10m/s的速度驶至一半径为100m的拱桥顶点时，对桥的压力大小为 N12. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，如果忽略空气阻力，则摆球A的受个力的作用；如果已知该摆的悬点到圆心间的距离为h，重力加速度为g，则该摆运动的周期的平方T2= 。三、计算题13. 如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内， A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg， B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg求A、B两球落地点间的距离14. 如图所示，用长为L的细线，一端系于悬点A，另一端拴住一质量为m的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点A的正下方O点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，OA的最小距离是多少？15. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，有一质量为m的带