2018高中物理 第五章 曲線運動 第11節(jié) 豎直平面內(nèi)圓周運動實例分析練習 新人教版必修2.doc
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第11節(jié) 豎直平面內(nèi)圓周運動實例分析 (答題時間:30分鐘) 1. 英國特技演員史蒂夫特魯加里亞曾飛車挑戰(zhàn)世界最大環(huán)形車道,如圖所示,環(huán)形車道豎直放置,直徑達12 m,若汽車在車道上以12 m/s恒定的速率運動,演員與汽車的總質量為1 000 kg,重力加速度g取10 m/s2,則( ) A. 汽車通過最低點時,演員處于超重狀態(tài) B. 汽車通過最高點時對環(huán)形車道的壓力為1.4104 N C. 若要挑戰(zhàn)成功,汽車不可能以低于12 m/s的恒定速率運動 D. 汽車在環(huán)形車道上的角速度為1 rad/s 2. 如圖所示,長為r的細桿一端固定一個質量為m的小球,使之繞另一端O在豎直面內(nèi)做圓周運動,小球運動到最高點時的速度v=,在這點時( ) A. 小球對桿的拉力是 B. 小球對桿的壓力是 C. 小球對桿的拉力是mg D. 小球對桿的壓力是mg 3. 如圖所示,半徑為R的光滑圓形軌道豎直固定放置,小球m在圓形軌道內(nèi)側做圓周運動,對于半徑R不同的圓形軌道,小球m通過軌道最高點時都恰好與軌道間沒有相互作用力,下列說法中正確的是( ) A. 半徑R越大,小球通過軌道最高點時的速度越大 B. 半徑R越大,小球通過軌道最高點時的速度越小 C. 半徑R越大,小球通過軌道最高點時的角速度越大 D. 半徑R越大,小球通過軌道最高點時的角速度越小 4. 如圖所示,豎直環(huán)A半徑為r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右兩側各有一擋板固定在地上,B不能左右運動,在環(huán)的最低點靜放有一小球C,A、B、C的質量均為m,現(xiàn)給小球一水平向右的瞬時速度,小球會在環(huán)內(nèi)側做圓周運動。為保證小球能通過環(huán)的最高點,且不會使環(huán)在豎直方向上跳起(不計小球與環(huán)的摩擦阻力),則最高點瞬時速度v必須滿足( ) A. 最小值 B. 最大值 C. 最小值 D. 最大值 5. 一輕桿一端固定一個質量為m的小球,以另一端O為圓心,使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運動,如圖所示,則下列說法正確的是( ?。? A. 小球過最高點時,桿所受到的彈力可以等于零 B. 小球過最高點的最小速度是 C. 小球過最高點時,桿對球的作用力一定隨速度增大而增大 D. 小球過最高點時,桿對球的作用力一定隨速度增大而減小 1. AB 解析:因為汽車通過最低點時,演員具有指向圓心向上的加速度,故處于超重狀態(tài),A正確;由ω=可得汽車在環(huán)形車道上的角速度為2 rad/s,D錯誤;在最高點由mg=m可得v0=≈7.7 m/s,C錯誤;由mg+F=m可得汽車通過最高點時對環(huán)形車道的壓力為F=1.4104 N,B正確。 2. B 解析:設在最高點,小球受桿的支持力FN,方向向上,則由牛頓第二定律得:mg-FN=m,得出FN=mg,故桿對小球的支持力為mg,由牛頓第三定律知,小球對桿的壓力為mg,B正確。 3. AD 解析:小球通過最高點時都恰好與軌道間沒有相互作用力,則在最高點mg=,即v0=,選項A正確而B錯誤;最高點時的角速度ω==,選項D正確而C錯誤。 4. AD 解析:要保證小球能通過環(huán)的最高點,在最高點最小速度滿足mg=m,可得小球在最低點瞬時速度的最小值為;為了不會使環(huán)在豎直方向上跳起,在最高點有最大速度時,球對環(huán)的壓力為2mg,滿足3mg=m,可得小球在最低點瞬時速度的最大值為。 5. A 解析:因輕桿既可以提供拉力又可以提供支持力,所以在最高點桿所受彈力可以為零,A對;在最高點彈力也可以與重力等大反向,小球最小速度為零,B錯;隨著速度增大,桿對球的作用力可以增大也可以減小,C、D錯。- 配套講稿:
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