2019高考物理一輪復習 第四章 曲線運動萬有引力與航天 第32講 豎直面內的圓周運動加練半小時 教科版.docx

第32講 豎直面內的圓周運動方法點撥“拱橋”模型特點：下有支撐，上無約束；“繩球”模型特點：下無支撐，上有約束；“桿球”模型特點：下有支撐，上有約束1(多選)(2017福建福州3月質檢)如圖1所示，質量為m的小球用長度為R的細繩拴著在豎直面上繞O點做圓周運動，恰好能通過豎直面的最高點A，重力加速度為g，不計空氣阻力，則()圖1A小球通過最高點A的速度為B小球通過最低點B和最高點A的動能之差為mgRC若細繩在小球運動到與圓心O等高的C點斷了，則小球還能上升的高度為RD若細繩在小球運動到A處斷了，則經(jīng)過t時間小球運動到與圓心等高的位置2如圖2所示為空間站中模擬地球上重力的裝置，環(huán)形實驗裝置的外側壁相當于“地板”，讓環(huán)形實驗裝置繞O點旋轉，能使“地板”上可視為質點的物體與地球表面處有同樣的“重力”，則旋轉角速度應為(地球表面重力加速度為g，裝置的外半徑為R)()圖2A.B.C2D.3(多選)(2017福建廈門模擬)如圖3所示，兩根等長的細線拴著兩個小球在豎直平面內各自做圓周運動，某一時刻小球1運動到自身軌道的最低點，小球2恰好運動到自身軌道的最高點，這兩點高度相同，此時兩小球速度大小相同，若兩小球質量均為m，忽略空氣阻力的影響，則下列說法正確的是()圖3A此刻兩根細線拉力大小相同B運動過程中，兩根線上拉力的差值最大為2mgC運動過程中，兩根線上拉力的差值最大為10mgD若相對同一零勢能面，小球1在最高點的機械能等于小球2在最低點的機械能4(2018湖北荊州質檢)如圖4所示，在質量為M的物體內有光滑的圓形軌道，有一質量為m的小球在豎直平面內沿圓軌道做圓周運動，A與C兩點分別是軌道的最高點和最低點，B、D兩點與圓心O在同一水平面上在小球運動過程中，物體M靜止于地面，則關于物體M對地面的壓力N和地面對物體M的摩擦力方向，下列說法正確的是()圖4A小球運動到A點時，NMg，摩擦力方向向左B小球運動到B點時，NMg，摩擦力方向向右C小球運動到C點時，N(Mm)g，地面對M無摩擦D小球運動到D點時，N(Mm)g，摩擦力方向向右5(多選)(2017遼寧鐵嶺協(xié)作體模擬)如圖5所示，半徑為R的內壁光滑的圓軌道豎直固定在桌面上，一個可視為質點的質量為m的小球靜止在軌道底部A點現(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球，使小球在極短的時間內獲得一個水平速度后沿軌道在豎直面內運動當小球回到A點時，再次用小錘沿運動方向擊打小球，通過兩次擊打，小球才能運動到圓軌道的最高點已知小球在運動過程中始終未脫離軌道，在第一次擊打過程中小錘對小球做功W1，第二次擊打過程中小錘對小球做功W2.設先后兩次擊打過程中小錘對小球做的功全部用來增加小球的動能，則的值可能是()圖5A.B.C.D16(多選)如圖6甲所示，輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內做半徑為R的圓周運動小球運動到最高點時，受到的彈力為F，速度大小為v，其Fv2圖像如圖乙所示則()圖6A小球的質量為B當?shù)氐闹亓铀俣却笮镃v2c時，小球對桿的彈力方向向下Dv22b時，小球受到的彈力與重力大小相等答案精析1AD小球剛好通過最高點時，細繩的拉力恰好為零，有：mgm，解得：vA，故A正確；根據(jù)動能定理，Ekmg2R2mgR，故B錯誤；從A到C，由動能定理可得：mgRmvmv，細繩在小球運動到與圓心O等高的C點斷了，小球將做豎直上拋運動，設上升的高度為h，由動能定理得：mgh0mv，解得：h1.5R，故C錯誤；若細繩在小球運動到A處斷了，小球將做平拋運動，經(jīng)過時間t，小球下落高度R，此時與圓心的位置等高，故D正確2A物體隨同環(huán)形裝置做圓周運動，“重力”提供向心力，可得：mgm2R，解得：，選項A正確，選項B、C、D錯誤3CD題圖位置，球1加速度向上，處于超重狀態(tài)；球2加速度向下，處于失重狀態(tài)，故球1受到的拉力較大，故A錯誤；球1在最高點，有：F1mgm，球2在最低點，有：F2mgm，兩個球運動過程中機械能守恒，設兩球在題圖位置的速度為v，對球1：mv2mv2mgR，對球2：mv2mv2mgR，聯(lián)立解得：F1m5mg，F(xiàn)2m5mg，故F2F110mg，故B錯誤，C正確；兩個球運動過程中機械能守恒，而題圖位置兩個球的機械能相等，故兩個球的機械能一直是相等的，故D正確4B小球在A點時，系統(tǒng)在水平方向不受力的作用，所以地面對M沒有摩擦力的作用，A項錯誤；小球在B點時，需要的向心力向右，所以M對小球有向右的支持力的作用，對M受力分析可知，地面要對M有向右的摩擦力的作用，在豎直方向上，由于沒有加速度，M受力平衡，所以物體M對地面的壓力NMg，B項正確；小球在C點時，小球的向心力向上，所以物體M對小球的支持力要大于小球的重力，故M受到的小球的壓力大于mg，那么M對地面的壓力就要大于(Mm)g，系統(tǒng)在水平方向上不受力，則地面對M沒有摩擦力，C項錯誤；小球在D點和B點的受力類似，M對小球的彈力向左，則小球對M的彈力向右，則M受到地面的摩擦力方向向左，在豎直方向上，根據(jù)平衡條件知，NMg，D項錯誤5BC第一次擊打后球最高到達與球心O等高位置，根據(jù)功能關系，有：W1mgR兩次擊打后球可以到達軌道最高點，根據(jù)功能關系，有：W1W22mgRmv2在最高點，有：mgNmmg聯(lián)立解得：W1mgR，W2mgR故，故B、C正確，A、D錯誤6AD