专题14 圆周运动杆系小球模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练

2024高考物理二轮复习80热点模型 最新高考题模拟题专项训练 模型14 竖直面内圆周运动的杆系小球模型 最新高考题 1．（2015·江苏）一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静止时，弹簧长为，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0； （3）弹簧长度从缓慢缩短为的过程中，外界对转动装置所做的功W。 最新模拟题 1.（2024湖北宜城一中质检） 如图所示，一个竖直的光滑圆形管道固定在水平面上，管道内有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 小球通过管道最低点时，小球对管道的压力可能为零 B. 小球通过管道最低点时，管道对地压力不可能为零 C. 小球通过管道最高点时，小球对管道的压力不可能为零 D. 小球通过管道最高点时，管道对地的压力可能为零 。 2．（2023重庆名校质检）某小组设计一个离心调速装置如图所示，质量为m的滑块Q可沿竖直轴无摩擦地滑动，并用原长为l的轻弹簧与O点相连，将两质量均为m的小球和分别用两根长度均为l的轻杆安装在轴上定点O与滑块Q之间，且对称地分布在轴的两边，每根轻杆两端连接处均为光滑铰链，均可绕各个连接点自由转动。当装置静止不动系统达到平衡时，轻杆张开的角度为。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．当装置静止不动系统达到平衡时，连接之间的轻杆弹力大小为 B．和绕轴旋转的角速度越大，轻弹簧弹力越小 C．若某时刻弹簧恰好恢复原长，则此时和绕轴旋转的线速度为 D．若和绕轴旋转的角速度从0缓慢增大到，则弹簧的弹性势能先减小后增大 3. （2023福建厦门四模） 如图甲所示为我国传统民俗文化表演“抡花”活动，祈福来年风调雨顺、免于火灾，已被列入国家级非物质文化遗产。“抡花”原理如图乙所示，快速转动竖直转轴上的手柄AB，带动“花筒”M、N在水平面内转动，筒内烧红的铁片沿轨迹切线飞出，落到地面，形成绚丽的图案。已知，M、N离地高，若手摇AB转动的角速度大小为，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）“花筒”M的线速度大小； （2）“花筒”（内含铁片）质量为时所需向心力大小； （3）铁片落地点距的距离大小（计算结果可用根号表示）。 4.（2022浙江台州质检） 如图所示，质量为1.6kg，半径为0.5m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球A和B的直径略小于细圆管的内径。它们的质量分别为mA=1kg、mB=2kg．某时刻，小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且A的速度大小为vA=3m/s，此时杆对圆管的弹力为零。则B球的速度大小vB为（取g=10m/s2）（　　） A. 2m/s B. 4m/s C. 6m/s D. 8m/s 5. （2022福建龙岩三模）飞行员从俯冲状态往上拉升时，会使血压降低、大脑缺血而发生黑视。针对这种情况，飞行员必须进行严格的训练。训练装置如图所示，飞行员坐在离心舱内的座椅上，座椅到转轴的距离为，离心舱在竖直平面内做匀速圆周运动。某次训练时，质量为的飞行员在转动过程中的加速度为（为重力加速度），求： （1）飞行员匀速转动的角速度； （2）飞行员在圆周最高点受到座椅的支持力大小； （3）离心舱某次从最低点转到最高点的过程中，座椅对飞行员做的功。 6. （2023辽宁教研联盟二模）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 7. （2023山东青岛二中下学期期中）如图所示，一轻杆一端固定在O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。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN－v2图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 当地的重力加速度大小为 B. 小球的质量为 C. v2＝c时，杆对小球弹力方向向上 D. 若v2＝2b，则杆对小球弹力大小为2a 8.（2023山东烟台重点高中期中） . 如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点的速度为v，下列叙述中正确的是（　　） A. v值不可以小于 B. 当v由零逐渐增大