高一物理必修二第五章圆周运动练习题提高篇

#圆周运动一.不定项选择如图所示，细绳11与12共同作用于质量为m的小球而使其处于静止状态，其中细绳11与竖直方向的夹角为亠细绳12水平，重力加速度为g,不计空气阻力。现剪断细绳12,则剪断瞬间A・小球立即处于完全失重状态小球在水平方向上的加速度大小为2gsm26〃7g细绳11上的拉力大小为COS&小球受到的合力人小为mgtaiiO,方向水平向右如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m,人以vl=V2iR的速度通过轨道最高点E,并以v2=<3vl的速度通过最低点Ao则在A、B两点轨道对摩托车的压力人小相差（）A・3mgE・4mgC・5mgD・6mg2铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关。还与火车在弯道上的行驶速度¥有关。卜列说法正确的是（）速率v—定时，r越小，要求h越大速率v—定时，r越人，要求h越大半径r一定时，v越小，要求h越大半径I一定时，¥越人，要求h越大如图所示，地面上有一半径为R的半圆形凹槽，半径OA水平，半径OB竖直，半径OC与水平方向的夹角437。。现将小球（可视为质点）从A处以初速度vl水平抛出后恰好落到B点：若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点,sin37°=O.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是viV15小球刚到达C点时重力的功率与刚到达B点时重力的功率之比为3:2小球刚到达C点时的速度与刚到达E点时的速度人小之比为丿孩：5D・小球从抛出开始运动到C点与运动到E点的平均速度人小之比为曲：2

如图所示，转动轴垂直于光滑平面，交点O的上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B绳长AB=l>h,小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动。要使球不离开6•如图为测量加速度的简易装置图，内壁光滑的圆管竖直固定在底座上，管与底座的总质量为M,O为圆心，A、E为圆管水平直径的两端点，管内有一质量为m、直径略小于圆管内径的小球，当测量装置水平固定在小车上随车一起在水平面做匀加速直线运动时，小球最终稳定在圆管的D点己知OD与竖直方向的夹角为（）=37°（重力加速度为g,sn37°=06c0s37°=0.8）,则下列说法正确的是此时小车对装置的支持力大于（m+M）g3被测小车的加速度人小为5g3C测量装置受到的水平合力人小为4（m+M）g,方向水平向右D测量装置水平固定在小车上，当小车加速度很人时，小球可能稳定在圆管的A位置（2016-宜昌联考）如图所示，半径为R的光滑细圆坏轨道彼固定在竖直平面上，轨道正上方和正下方分别有质量为2m和m的静止小球A、E,它们由长为2R的轻杆固定连接，圆环轨道内壁开有坏形小槽,可使细杆无摩擦、无障碍地绕其中心点转动。今对上方小球A施加微小扰动。两球开始运动后，下列说法正确的是（）A・轻杆转到水平位置时两球的加速度人小相等轻杆转到竖直位置时两球的加速度大小不相等运动过程中A球速度的最人值为、潸当A球运动到最低点时，两小球对轨道作用力的合力犬小为号mg如图所示，用细线相连的两个质量分别为m和2m的小物块A和B（可视为质点），沿半径方向放在水平圆盘上，A与转轴OO,的距离为r,E与转轴的距离为2「物块与圆盘间的动摩擦因数均为卩，且最人静摩擦力等于滑动摩擦力，圆盘静止时，细线处于水平且无张力，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用3表示圆盘转动的角速度，则A・当时，两物体开始滑动B.当3=V访时，细线中的张力人小为3pmg

C.两物体开始滑动前受到的摩擦力方向始终相同D・两物体刚开始滑动时，细线中的张力为0如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从E点脱离后做平抛运动，经过0・3s后又恰好垂直与倾角为45。的斜面相碰。己知半圆形管道的半径R=1m,小球可看做质点且其质量为m=lkg,g取10nVs2o则()A•小球在斜面上的相碰点C与E点的水平距离是0.9m小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9m小球经过管道的E点时，受到管道的作用力FNB的人小是1ND•小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的人小是2N二.计算题如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动,其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为30。，小球以速率v绕圆锥体轴线做水平圆周运动.⑴当vl=求细线对小球的拉力人小;⑵当v2=求细线对小球的拉力人小.11•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重力加速度为g,忽略手的运动半径和空气阻力.求绳断时球的速度人小V1和球落地时的速度人小V2；求绳能承受的最大拉力；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人，绳长应是多少？最人水平距离为多少？

12・如图所示，光滑的竖直圆轨道与粗糙的水平面AB相切于B点，质量为m=5kg的小物块（视为质点）静止在A处.现用大小为F=40N与水平方向成角9=53。的斜向上的恒定拉力始终作一用在物块上，使其从A点由静止开始沿水平地面做匀加速直线运动，并能从E点无阻碍进入圆轨道运动.已知物块与地面之间的动摩擦因数卩=0.5,AB之间的距离为L=6m,sui53°=0.8,cos53°=0.6>g=10m/s2・求：（1）物块经过E点时的速度大小；（2）若圆轨道的半径为lm,物块对轨道的最人压力；（3）物块在竖直圆轨道中运动过程中，不脱离轨道，圆轨道的半径应满足的条件・圆周运动1B2D3AD4AC5A6C7ACD8BC9AC(l+3(5)mg,、z1.10(1)FT=*一(2)FF=2mg(FF=—3mg舍去).12.答案：解析：（1）（1）6ms；（2）234N,方向与竖直方向成角53。斜右下;由A到JB过程，由动能定理：丄FLcosO—fL=212.答案：解析：（1）（1）6ms；（2）234N,方向与竖直方向成角53。斜右下;由A到JB过程，由动能定理：丄FLcosO—fL=2mvB2f=pN=p（mg_Fsin0）解得物块经过B点时的速度人小vE=6m/s（说明：应用动力学观点处理，正确的同样给分）（2分）②③（i分）yw(3)OVRW7m或RM5mN（2）由分析知，当拉力F与mg的合力F的方向沿着圆轨道半径向外时（如图中的C点），物块的速度最大，对轨道的压力最人.由E到C过程，由动能定理：丄丄F'R（1—cos53°）=2mvC2—2mvB2F=mgcos53°=30Nmv.在C点：NC-F=R④（1分）⑤（1分）解得NC=234N由牛顿第三定律，物块对轨道的最人压力NO234N,方向与竖直方向成角53。斜右卜I（1分）（3）物块恰好到达与C点关于圆心O点对称位置D点时：F=心丄丄由£到D过程，由动能定理：一FR（l+cos53。尸亍mvD2—^mvE2⑦（1分）⑧（1分）10