专题25 竖直面内圆周运动-【鼎力高考】2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升

2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升 专题25 竖直面内圆周运动 特训目标 特训内容 目标1 拱形桥凹形桥模型（1T—4T） 目标2 绳类和轨道内侧类模型（5T—8T） 目标3 杆类和管类模型（9T—12T） 目标4 竖直面内圆周运动的图像问题（13T—16T） 【特训典例】 1、 拱形桥凹形桥模型 1．汽车行驶中经常会经过一些凹凸不平的路面，其凹凸部分路面可以看作圆弧的一部分，如图所示的A、B、C处，其中B处的曲率半径最大，A处的曲率半径为，C处的曲率半径为，重力加速度为g。若有一辆可视为质点、质量为m的小汽车与路面之间各处的动摩擦因数均为，当该车以恒定的速率v沿这段凹凸路面行驶时，下列说法正确的是（　　）    A．汽车经过A处时处于超重状态，经过C处时处于失重状态 B．汽车经过B处时最容易爆胎 C．为了保证行车不脱离路面，该车的行驶速度不得超过 D．汽车经过C处时所受的摩擦力大小为 2．早在19世纪。匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的物体，其重量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定会减轻”。后来，人们常把这类物理现象称之为“厄缶效应”，已知地球的半径R，考虑地球的自转，赤道处相对于地面静止的列车随地球自转的线速度为v0，列车的质量为m，此时列车对轨道的压力为N0，若列车相对地面正在以速率v沿水平轨道匀速向东行驶，此时列车对轨道的压力为N，那么，由于该火车向东行驶而引起列车对轨道的压力减轻的数量N0-N为（　　） A． B． C． D． 3．一辆可视为质点的汽车以大小不变的速度驶过竖直面内的凸形桥。已知凸形桥面是圆弧形柱面，半径为R，则下列说法中正确的是（　　） A．汽车在凸形桥上行驶的过程中，所受合力始终为零 B．汽车行驶的速度越大，在最高点对桥面的压力就越大 C．为了让汽车在最高点不离开桥面，则汽车的速度 D．凸形桥的圆弧半径R越小，则汽车在最高点不离开斜面的最大速度就越小 4．现把滑水道简化为由位于竖直平面内的两个半径都是R的圆周连接而成，如图所示的AOB。已知两圆心O1、O2与两圆弧的连接点O在同一竖直平面上，O2B与水池的水面平齐，滑水的人（可看做质点，质量为m）可由圆弧AO的任意点从静止开始下滑，下滑点C与O1的连线与竖直方向的夹角记为θ。不计一切阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，≈1.7，≈1.4。下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A．若θ=0，则人可以沿圆弧OB滑下而落到B点 B．若θ=60°，则人落水点到起点的水平距离约为2.25R C．若θ=37°，则人在两个圆弧上滑过的弧长一定相等 D．若人从A点静止下滑，则人滑到O点时对O点的压力大小为2mg 2、 绳类和轨道内侧类模型 5．如图所示，一长为L的轻绳拉着质量为m的小球保持静止。现在给小球一个水平初速度，使小球在竖直面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　） A．小球在最高点的速度可以等于0 B．小球获得的初速度大小为 C．小球做圆周运动的过程中仅有一处合力指向圆心 D．小球过最低点与最高点时受到绳的拉力大小之差等于6mg 6．如图，一质量为的小球通过长为的轻绳悬挂在钉子O上，用锤子敲击小球，使小球获得水平初速度v，已知轻绳能承受的最大拉力为，g取，空气阻力不计，欲使小球在竖直面内做完整的圆周运动，小球的初速度v大小可能为（　　）    A． B． C． D． 7．如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转。下列说法正确的是（　　） A．人在最低点时对座椅的压力等于mg B．人在最低点时对座椅的压力大于mg C．人在最高点时对座椅可能没有压力 D．人在最高点时处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带人就会掉下来 8．如图所示，质量为m的小滑块从离地面高为h处的A点沿光滑斜面下滑并运动到半径为R的光滑圆轨道上，然后沿粗糙的斜面BD运动到D时速度刚好为0，并停于此处，BD的竖直高度为H，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小滑块在A、C两点的机械能不相等 B．小滑块从B运动到D过程中，动能减少量为mgh C．小滑块从B运动到D过程中，机械能减少量为mg(h–H) D．若改变小滑块释放点的高度h，要使小滑块不脱离轨道，应满足h≥2.5R或h≤R 3、 杆类和管类模型 9．如图所示，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的轻杆一端连接一个质量为m的小球，手持轻杆的另一端O点，使小球绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）    A．小球在运动到c点时，台秤受到水平向右的静摩擦力 B．若小球恰好能通过圆轨道最高点，小球的速度为 C．当小球运动到b点处于失重状态，小球对轻杆的作用力一定小于