训练06 竖直面上的圆周运动-2022-2023学年高一物理下学期期末重难点模型强化讲解训练

06 竖直面上的圆周运动 竖直平面内圆周运动的两种模型特点及求解方法 轻绳模型 轻杆模型 实例 如球与绳连接、沿内轨道运动的球等 如球与杆连接、球在内壁光滑的圆管内运动等 图示 最高点无支撑 最高点有支撑 最 高 点 受力 特征 重力、弹力，弹力方向向下或等于零 重力、弹力，弹力方向向下、等于零或向上 受力示意图 力学特征 mg＋FN＝m mg±FN＝m 临界特征 FN＝0，vmin＝ 竖直向上的FN＝mg，v＝0 过最高点条件 v≥ v≥0 速度和弹力关 系讨论分析　 ①能过最高点时，v≥，FN＋mg＝m，绳、轨道对球产生弹力FN ②不能过最高点时，v<，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道做斜抛运动 ①当v＝0时，FN＝mg，FN为支持力，沿半径背离圆心 ②当0<v<时，－FN＋mg＝m，FN背离圆心，随v的增大而减小 ③当v＝时，FN＝0 ④当v>时，FN＋mg＝m，FN指向圆心并随v的增大而增大 一、单选题 1．如图所示，质量相同的两个小球A、B，由两根长均为L且不可伸长的轻绳系住悬挂在天花板上。现A、B随车一起向右做匀加速直线运动，系住B球的轻绳与竖直方向的夹角为α，某时刻小车突然停止，停止前一瞬间小车的速度为v，重力加速度为g，则突然停止时两小球的加速度（　　） A． B．， C． D．， 2．如图所示，小金属球的质量为m，用长为L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直。若小金属球被无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬间（设线没有断），则（　　） A．小球的角速度保持不变 B．小球的线速度突然减小 C．小球的加速度突然增大 D．悬线的张力等于重力 3．长度为的轻质细绳OA，A端有一质量为的小球，如图所示。为了能使小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，则通过最高点时小球的最小速率是（g取）（　　） A． B． C． D． 4．如图为过山车以及轨道简化模型，过山车车厢内固定一安全座椅，座椅上乘坐“假人”，并系好安全带，安全带恰好未绷紧，不计一切阻力，以下判断正确的是（　　） A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动 B．过山车在圆轨道最低点时“假人”处于失重状态 C．过山车在圆轨道最高点时的速度应至少等于 D．若过山车能顺利通过整个圆轨道，在最高点时安全带对“假人”可以有作用力 5．某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离后落地．已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度，忽略空气阻力．则（　　） A．绳子的最大拉力为 B．绳子的最大拉力为 C．从绳断到小球落地的时间为 D．小球落地时的速度大小为 6．如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F—v2图像如图乙所示，则（　　） A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．v2=c时，小球对杆的弹力方向向下 D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等 7．如图所示，某电动工具置于水平地面上。该电动工具底座质量为M，半径为R的转动圆盘质量可不计，在圆盘边缘固定有质量为m的物块（可视为质点），重力加速度为g。要使该电动工具底座不离开地面（不考虑底座翻转的情况），允许圆盘转动的最大转速为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，一个质量为0.2kg的小球，以的初速度从A点平抛出去，恰好从B点沿切线进入圆弧，经过圆弧后从D点射出，又恰好落到B点。已知圆弧半径R=0.4m，A与D在同一水平线上，。以下计算正确的是（    ） A．角为30° B．D点的速度大小为1m/s C．A、D的距离为0.8m D．在D点时，小球对管壁的作用力恰好为零 9．如图所示，一质量为M的人站在台秤上，台秤的示数表示人对秤盘的压力；一根长为R的细线一端系一个质量为m的小球，手拿细线另一端，小球绕细线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是（　　） A．小球运动到最高点时，小球的速度为零 B．小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同 C．当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为 D．小球从c点运动到最低点的过程中台秤的示数减小，人处于失重状态 10．如图所示，质量均为m的带孔小球A、B穿在竖直面内的光滑金属圆环上，金属圆环半径为R，用两根长均为R的轻质细绳一端分别系于A、B球上，另一端分别系于金属圆环的最高点和最低点。现让金属圆环以角速度绕竖直直径转动，转动过程中细