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高一物理匀速圆周运动的案例分析测试2

docx 2022-08-25 11:45:46 4页
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匀速圆周运动的案例分析(2)(竖直圆周运动)1.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,则下列说法中正确的是()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.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D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力2.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是()A.a处B.b处C.c处D.d处3.一汽车通过拱形桥顶点时速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为()A.15m/sB.20m/sC.25m/sD.30m/s4.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动,若经最高点不脱离轨道的临界速度为v,则当小球以2v速度经过最高点时,小球对轨道压力的大小为()A.0B.mgC.3mgD.5mg5.杂技演员在表演水流星节目时,盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动,当杯子到最高点时,里面水也不流出来,这是因为()A.水处于失重状态,不受重力的作用了B.水受平衡力作用,合力为零C.水受的合力提供向心力,使水做圆周运动D.杯子特殊,杯底对水有吸力6.把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端,使水桶在竖直平面做圆周运动,要使水在水桶转到最高点时不从水桶里流出来,这时水桶的线速度至少应该是()7.在半径为R的固定半球形碗内,有一质量为m的物体自碗边向碗底滑动,滑到最低点时速度为v,若物体与碗的动摩擦因数为μ,则物体在最低点受到的摩擦力大小是()-4-/48.质量为m的小球,用一条绳子系在竖直平面内做圆周运动,小球到达最高点时的速度为v,到达最低点时的速变为,则两位置处绳子所受的张力之差是()A.6mgB.5mgC.4mgD.2mg9.如图所示,一球质量为m,用长为L的细线悬挂于O点,在O点正下L/2处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子瞬间下列说法正确的是( )A.小球的线速度突然加大B.小球的向心加速度突然增小C.小球的角速度突然增小D.悬线拉力突然增大10.如图所示,小球A质量为m,固定在轻细直杆L的一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力。求:(1)球的速度大小。(2)当小球经过最低点时速度为,杆对球的作用力大小和球的向心加速度大小。11.飞行员的质量为m,他驾驶飞机在竖直平面内做圆周运动,若飞机飞到最高点的速度为v时,飞行员对座位的压力恰好为零,试求;当飞机飞到最低点的速度大小仍为vˊ时,飞行员对座位的压力是多少?12.在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏。游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示。斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB、EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°。质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框。(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高及在C点时小球对轨道的压力?-4-/413.如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆管置于竖直平面内,两个质量均为m的小球A、B,以不同的速度进入管内,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。-4-/4参考答案:1.C2.D3.B4.C5.C6.C7.B8.A9.D10.(1)小球A在最高点时,对球做受力分析,如图D-1所示。重力mg;拉力F=mg 根据小球做圆运动的条件,合外力等于向心力,即: F=mg      ②    (2)小球A在最低点时,对球做受力分析,如图所示。重力mg;拉力F,设向上为正根据小球做圆运动的条件,合外力等于向心力            11.FN=2mg12.⑴小球在斜槽轨道AB上受到重力和支持力作用,合力为重力沿斜面向下的分力,由牛顿第二定律得m/s⑵要使小球从A点到F点的全过程不脱离轨道,只要在D点不脱离轨道即可。物体在D点做圆周运动临界条件是:①由机械能守恒定律得②解①②得A点距离最低点的竖直高度h至少为:m从C到D由动能定理的:③在C点对小球由牛顿第二定律得:④联解①③④得轨道对小球得支持力N由牛顿第三定律得小球在C点时小球对轨道的压力大小为6N,方向竖直向上13.3R-4-/4

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