2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運動萬有引力與航天 微專題32 豎直面內(nèi)的圓周運動加練半小時 粵教版.docx
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微專題32 豎直面內(nèi)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(zhì)檢)如圖1所示,質(zhì)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1 A.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mgR C.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R D.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(cè)壁相當于“地板”,讓環(huán)形實驗裝置繞O點旋轉(zhuǎn),能使“地板”上可視為質(zhì)點的物體與地球表面處有同樣的“重力”,則旋轉(zhuǎn)角速度應(yīng)為(地球表面重力加速度為g,裝置的外半徑為R)( ) 圖2 A.B.C.2D. 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(nèi)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(zhì)量均為m,忽略空氣阻力的影響,則下列說法正確的是( ) 圖3 A.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2mg C.運動過程中,兩根線上拉力的差值最大為10mg D.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(zhì)檢)如圖4所示,在質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑的圓形軌道,有一質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)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(guān)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4 A.小球運動到A點時,N>Mg,摩擦力方向向左 B.小球運動到B點時,N=Mg,摩擦力方向向右 C.小球運動到C點時,N<(M+m)g,地面對M無摩擦 D.小球運動到D點時,N=(M+m)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(nèi)壁光滑的圓軌道豎直固定在桌面上,一個可視為質(zhì)點的質(zhì)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(nèi)獲得一個水平速度后沿軌道在豎直面內(nèi)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(shè)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5 A.B.C.D.1 6.(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(nèi)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F-v2圖像如圖乙所示.則( ) 圖6 A.小球的質(zhì)量為 B.當?shù)氐闹亓铀俣却笮? C.v2=c時,小球?qū)U的彈力方向向下 D.v2=2b時,小球受到的彈力與重力大小相等 答案精析 1.AD [小球剛好通過最高點時,細繩的拉力恰好為零,有:mg=m,解得:vA=,故A正確;根據(jù)動能定理,ΔEk=mg2R=2mgR,故B錯誤;從A到C,由動能定理可得:mgR=mv-mv,細繩在小球運動到與圓心O等高的C點斷了,小球?qū)⒆鲐Q直上拋運動,設(shè)上升的高度為h,由動能定理得:-mgh=0-mv,解得:h=1.5R,故C錯誤;若細繩在小球運動到A處斷了,小球?qū)⒆銎綊佭\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.] 2.A [物體隨同環(huán)形裝置做圓周運動,“重力”提供向心力,可得:mg=mω2R,解得:ω=,選項A正確,選項B、C、D錯誤.] 3.CD [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:F1+mg=m,球2在最低點,有:F2-mg=m,兩個球運動過程中機械能守恒,設(shè)兩球在題圖位置的速度為v,對球1:mv2=mv+2mgR,對球2:mv2=mv-2mgR,聯(lián)立解得:F1=m-5mg,F(xiàn)2=m+5mg,故F2-F1=10mg,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.] 4.B [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N=Mg,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(M+m)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?qū)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,N=Mg,D項錯誤.] 5.BC [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(guān)系,有:W1≤mgR① 兩次擊打后球可以到達軌道最高點,根據(jù)功能關(guān)系, 有:W1+W2-2mgR=mv2② 在最高點,有:mg+N=m≥mg③ 聯(lián)立①②③解得:W1≤mgR,W2≥mgR 故≤,故B、C正確,A、D錯誤.] 6.AD- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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