第二章专题探究五 竖直平面内的圆周运动问题-【学霸黑白题·黑题】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（教科版）

专题探究五竖直平面内的圆周运动问题 黑题 专题强化练 限时：45min 题型1轻绳模型 F、,小球在最高点的速度大小为v,F、-2图像 1.(2022·江苏淮安期中)如 如图乙所示.下列说法正确的是 图所示，杂技演员在表演 ↑F “水流星”节目时，杯在最高 点，杯口向下时水也不往下 01 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 B.水受到重力、杯底压力和向心力作用 A当地的重力如速度大小为公 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.2=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0点的水平转轴上，另一 端固定一质量未知的小球，整个装置绕0点在 4.如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动，其 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2=0.5√g时，求杆对球的作用力 A.图像函数表达式为F=m 大小 +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2轻杆模型 题型3管道模型 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 示，一轻杆一端固定在0点，另一端固定一小 图所示，粗细均匀的光滑管 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 球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为 量为m、直径比管的内径略 第二章黑白题27 小的小球在管内做圆周运动，当小球通过最 A.在跑道中运动时，挑战者的总机械能守恒 高点的速度大小为：时，管外壁对小球的作用 B.要使挑战成功，挑战者在跑道最高点的速 力大小为)mg,重力加速度为g:若小球通过 度至少为4m/s C.要使挑战成功，挑战者除速度要足够大外， 最高点的速度大小为)，此时管壁对小球的 体重越小越好 D.运动到最高点时，挑战者的向心加速度一 作用力 定不小于g A大小为，方向向上 B.大小为？mg,方向向上 C大木为e,方向向下 (第7题)》 (第8题)》 n大小为，方向向下 8.(2022·浙江环大罗山联盟期中)如图所示， 竖直固定的光滑圆轨道内有一质量为m的小 6.(2022·天津期中)如图所示，半径为R,内径 球在做完整的圆周运动.已知轨道半径为R,α 很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的 为最高点，b为最低点，c和d为与圆心0等高 小球以某一速度进人管内，小球通过最高点P 的点，e和f为圆心O的对称点，重力加速度 时，对管壁的压力为1.5mg.已知重力加速度 大小为g.下列说法正确的是 为g求： A.小球在a点的速度必须大于gR (1)小球落地点到P点的水平距离. B.小球在c点和d点时与轨道之间没有压力 (2)若小球通过最高点P时，对管壁压力的大 C.小球在e点的合力和在f点的合力等大 小为0.75mg,则小球从管口飞出时的速率. 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 开始从轨道最低点沿着轨道向上运动，则小 球离开轨道的位置与圆心的连线与水平方向 夹角0的正弦值为 题型4轨道模型 7.(2022·浙江绍兴期末)“只要速度够快，就能 挑战地球引力！”在挑战极限的实验测试中， 挑战者在半径为1.6m的竖直圆形跑道上成 功奔跑一圈，引发观众的惊叹对于挑战过程， A B. c. D.7 下列说法正确的是 ( 必修第二册：JK黑白题28解得x=4πml 7-4mm(3)当角速度最小时，摩擦力的方向与弹 运动合力提供向心力可知mg-F、=m 三，杆对球的作用力 R 飞当角 黄拉力方向相反则女=m,兰解得心，=√ 吃3 F、=mg-mR=4mg 速度最大时，摩擦力的方向与弹簧的弹力的方向相同，则 v .A解析：根据题意有)mgsm =m·兰解得=乐所以角建度需要满足 kL 设速度大小 2时，管 1 12 20 k L≤w≤2m 的内壁对小球有作用力，则mg-F=m ,解得F R 6m 5 专题探究五竖直平面内的圆周运动问题 g因此信室对小球的作用力大小为。g,方向向上，故 BCD错误，A正确.故选A. 黑题专题强