[推荐学习]2019年高考物理一轮复习-专题4.7-竖直面内或斜面内的圆周运动问题千题精练.doc

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1、优质文本专题4.7 竖直面内或斜面内的圆周运动问题一选择题1. 如下列图，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬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，那么以下说法正确的选项是()A小球运动到最高点时，小球的速度为零B当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为C小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同D小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态【参考答案】C2如下列图，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子，把球拉起使细绳在水平方

2、向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子的瞬间，以下说法正确的选项是()A小球的角速度突然增大B小球的线速度突然增大C小球的向心加速度突然增大D小球受悬线的拉力突然增大【参考答案】32017杭州模拟如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其Tv2图象如图乙所示，那么()A轻质绳长为B当地的重力加速度为C当v2c时，轻质绳的拉力大小为aD只要v2b，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6a【参考答案】【名师解析】设绳长为L，最高点由牛顿第二定律得：T，那么T。对应图象有：a得g，故B正确。

3、得：L，故A错误。当v2c时，Tcca，故C错误。当v2b时，小球能通过最高点，恰好通过最高点时速度为v，那么。在最低点的速度v，那么22L2，F，可知小球在最低点和最高点时绳的拉力差为6即6a，故D正确。4.(2016海南高考)如图9，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在最高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g，那么N1N2的值为()图9A.3 B.4 C.5 D.6【参考答案】D5.(2017辽宁铁岭联考)飞机由俯冲到拉起时，飞行员处于超重状态，此时座椅对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力，这种现象叫过荷。过荷

4、过重会造成飞行员四肢沉重，大脑缺血，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的影响。g取10 2，那么当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲、拉起的速度为100 时，圆弧轨道的最小半径为()图10A.100 m B.111 mC.125 m D.250 m【参考答案】C6.2018洛阳名校联考如下列图，内壁光滑半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m的小球静止在轨道底部A点现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点小球在运动过程中始终未脱离轨道，在

5、第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2.设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，那么W12的值可能是() A1/2B2/3 C3/4 D1【参考答案】【名师解析】由于通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点，且小球始终未脱离轨道，所以第一次击打小球后，小球运动的高度不能超过R，那么有W1，由于第二次击打后小球能运动到最高点，那么有W1W22R2，可得，应选项A、B项正确7如下列图，轻绳的一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球(可视为质点)当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力F、轻绳与竖直线的夹角满足关系式Fa

6、，式中a、b为常数假设不计空气阻力，那么当地的重力加速度为() 【参考答案】D解析：在最高点时：设此时物体的速度为v1，由题意可知：180，绳的拉力F1ab；根据向心力公式有： ab；在最低点时：设此时物体的速度为v2，由题意可知：0，绳的拉力T1ab；根据向心力公式有：ab；只有重力做功，由机械能守恒定律：(2r)，解得：g，选项D正确8(2016山东潍坊高三一检)如下列图，轻绳的一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，在最低点给小球一个初速度，小球恰好能够在竖直平面内完成圆周运动，选项中给出了轻绳对小球拉力F跟小球转过的角度(0180)的余弦 关系的四幅图象，其中A是一段直线，B是一段余

7、弦函数线，C、D是一段抛物线，这四幅F 图象正确的选项是()【参考答案】A【名师解析】从最低点到与竖直方向夹角位置，根据机械能守恒得，(1 )2，当小球恰好通过最高点时，有2L，解得，v0，又F ，联立可得，F33 ，可见F与 是一次函数关系，因此F 图象是一条直线，故A正确。9. (2016江苏南通高三期末)“水流星是一种常见的杂技工程，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型，如下列图，绳长为L，重力加速度为g，忽略空气阻力，那么()A小球运动到最低点Q时，处于超重状态B小球初速度v0越大，那么在P、Q两点绳对小球的拉力差越大C假设v0，那么小球一定能通过最高点PD假设v

8、0，那么细绳始终处于绷紧状态【参考答案】联立解得，F2F16，与小球的速度无关，B错误；小球刚好通过最高点P时只受重力，重力提供向心力，v，联立可得，v0，当v0时，小球一定能够通过最高点P，C正确；假设v0，设小球能够上升的最大高度h，由机械能守恒得，所以h，小球上升的最高点尚不到与O水平的高度，所以细绳始终处于绷紧状态，故D正确。10(2016福建质检)如图，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。今使小球在竖直平面内以为轴做圆周运动，假设小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，那么小球在最高点

9、速率为2v时，每根绳的拉力大小为A B C3D2 【参考答案】A9(2016连云港六校联考)如下列图，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转动轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过滑轮后挂上重物M，C点与O点的距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度缓慢转至水平(转过了90角)以下有关此过程的说法中正确的选项是()A重物M做匀速直线运动B重物M做变速直线运动C重物M的最大速度是LD重物M的速度先减小后增大【参考答案】二计算题112分2018北京西城期末游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，

10、游客却不会掉下来，如图甲所示。我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型：弧形轨道的下端N与竖直圆轨道平滑相接，P为圆轨道的最高点。使小球可视为质点从弧形轨道上端滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。不考虑小球运动所受的摩擦等阻力。1小球沿弧形轨道运动的过程中，经过某一位置A时动能为1，重力势能为1，经过另一位置B时动能为2，重力势能为2。请根据动能定理和重力做功的特点，证明：小球由A运动到B的过程中，总的机械能保持不变，即1122；2圆形轨道的半径为R，将一质量为m1的小球，从弧形轨道距地面高2.5R处由静止释放。a请通过分析、计算，说明小球能否通过圆轨道的最高点P；b如果在弧形轨道的下端N处静

11、置另一个质量为m2的小球。仍将质量为m1的小球，从弧形轨道距地面高h = 2.5R处由静止释放，两小球将发生弹性正撞。假设要使被碰小球碰后能通过圆轨道的最高点P，那么被碰小球的质量m2需要满足什么条件？请通过分析、计算，说明你的理由。【名师解析】.12分解：1根据动能定理 W总= = 2 1 1分根据重力做功的特点可知 = 1 2 1分联立以上两式 2 1 = 1 2整理得到 2 + 2 = 1 + 1 1分b. 以小球m1为研究对象，设小球运动到N点时的速度为v1从M到N，根据机械能守恒定律 1分以两个小球为研究对象，碰后两小球的速度分别为v1、v2根据动量守恒定律 m1v1= m1v1+ m2v2 1分根据能量守恒定律 1分联立解得小球m2碰后的速度 1分因为小球m1从h =2.5R处滚下时恰好能过最高点，所以只要m2在N点被碰后的速度，它就能过最高点。从上式中分析可以得到，当m2m1时，可得。所以当满足m2m1时，小球m2被碰后能通过圆轨道的最高点P。 1分