第六章专题探究五 竖直平面内的圆周运动问题-【学霸题中题】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册经纶学典 人教版(江苏专用)

专题探究五竖直平面内的圆周运动问题 题型1轻绳模型 FN,小球在最高点的速度大小为v,F、-2图 1.(2022·江苏淮安期中)如 像如图乙所示.下列说法正确的是（) 图所示，杂技演员在表演 ↑FN “水流星”节日时，杯在最 高点，杯口向下时水也不往 下流，对于此时水的受力情 况，下列说法可能正确的是 A.水受到重力和离心力作用 1.当地的垂力加速度大小为公 B.水受到重力、杯底压力和向心力作用 C.水处于完全失重状态，不受重力作用 B.小球的质量为R D.水处于完全失重状态，只受重力作用 C.v2=c时，杆对小球弹力方向向上 2.(2022·四川成都质检)如图甲所示，一长为1 D.若c=2b,则杆对小球弹力大小为2a 的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一 4.如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动，其 端固定一质量未知的小球，整个装置绕0点在 圆周半径为R, 竖直面内转动.小球通过最高点时，绳对小球的 (1)若是轻绳拉着小球运动，求小球在最高点 拉力F与其速度平方的关系如图乙所示，重 的最小速度是多少？ 力加速度为g,下列判断正确的是 () (2)若是轻杆拉着小球运动，求小球在最高点 的最小速度是多少？ (3)若是轻杆拉着小球运动，当小球在最高点 速度v2=0.5√Rg时，求杆对球的作用力 大小 12 A.图像函数表达式为F=m,+mg t mg B.重力加速度g=b C.绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的 图线斜率更大 D.绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b 点的位置不变 题型3管道模型 题型2轻杆模型 3.(2023·黑龙江勃利高级中学期初)如图甲所 5.(2022·江西期中联考)如 图所示，粗细均匀的光滑管 示，一轻杆一端固定在0点，另一端固定一小 球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小 道固定在竖直面内，一个质 量为m、直径比管的内径略 球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为 第六章学霸045 小的小球在管内做圆周运动，当小球通过最 下列说法正确的是 高点的速度大小为v时，管外壁对小球的作 A.在跑道中运动时，挑战者的总机械能守恒 B.要使挑战成功，挑战者在跑道最高点的速 用力大小为，mg,重力加速度为8：若小球通 度至少为4m/s 过最高点的速度大小为2，此时管壁对小球 C.要使挑战成功，挑战者除速度要足够大外， 体重越小越好 的作用力 D.运动到最高点时，挑战者的向心加速度一 A大小为8，方向向上 定不小于g B.大小为3mg,方向向上 8 C.大小为令mg,方向向下 D.大小为mg,方向向下 (第7题)》 (第8题) 6.（2022·天津期中)如图所示，半径为R,内径 8.(2022·浙江环大罗山联盟期中)如图所示， 很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的 竖直固定的光滑圆轨道内有一质量为m的小 小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P 球在做完整的圆周运动.已知轨道半径为R,α 时，对管壁的压力为1.5mg.已知重力加速度 为最高点，b为最低点，c和d为与圆心O等 为g.求： 高的点，e和f为圆心O的对称点，重力加速 (1)小球落地点到P点的水平距离. 度大小为g.下列说法正确的是 () (2)若小球通过最高点P时，对管壁压力的大 A.小球在a点的速度必须大于gR 小为0.75mg,则小球从管口飞出时的 B.小球在c点和d点时与轨道之间没有压力 速率. C.小球在e点的合力和在f点的合力等大 反向 D.若小球运动到a点时，速度为√3gR,则小 球对轨道的压力大小为2mg 9.(2022·山东师大附中质检)如 图所示，在竖直平面内有一个内 30 壁光滑的圆形轨道，半径为R.一 个可视为质点的小球以初速度2√gR开始从 题型4轨道模型 轨道最低点沿着轨道向上运动，则小球离开 7.（2022·浙江绍兴期末)“只要速度够快，就能 轨道的位置与圆心的连线与水平方向夹角0 挑战地球引力！”在挑战极限的实验测试中， 的正弦值为 挑战者在半径为1.6m的竖直圆形跑道上成 2 B.3 C. D.v7 4 4 功奔跑一圈，引发观众的惊叹.对于挑战过程， 5 必修第二册学霸046解析：()开始时物块处于静止状态，则mg=,圆盘开始转动 在最高点时由于绳不能提供支持力，只有重力提供向心力，此时的 4 时，A所受静摩擦力提供向心力，若滑块不滑动，则有mg≥mlω 速度最小g=m发部得。=√gR(2)轻杆拉若小球运动，小球 在最高点时杆可以提供支持力，所以最小速度为零.(3)轻杆拉着 当mg=mLw时，即当n= 时，物体A开始滑动 4Vm 小球运动，小球在最高点时若只有重力提供向心力，则mg=mR, 2 2 4n2ml (2)设弹簧伸长x,则有kx=m (L+x),解得x= T kT2-4n2m 解得=√gR,此时的速度为