2019_2020学年高中物理第五章曲线运动习题课5圆周运动的临界问题随堂巩固含解析新人教版必修.doc

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1、圆周运动的临界问题1．(多选)(轻绳类)用细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示．则下列说法正确的是(　　)A．小球通过最高点时，绳子张力可以为0B．小球通过最高点时的最小速度为0C．小球刚好通过最高点时的速度是D．小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反[解析]　设小球通过最高点时的速度为v，由合力提供向心力及牛顿第二定律得mg＋FT＝m.当FT＝0时，v＝，故A对；在最高点，若v<，则FT<0，而绳子只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故B、D错；在最高点，若v≥，则FT

2、≥0，小球能沿圆弧通过最高点．可见，v＝是小球刚好通过最高点的临界条件，故C对．[答案]　AC2．(多选)(单侧轨道类)如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道内侧做圆周运动．圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨道．则其通过最高点时(　　)A．小球对圆环的压力大小等于mgB．小球受到的重力提供向心力C．小球的线速度大小等于D．小球的向心加速度大小等于g[解析]　小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨道，最高点球和轨道之间的弹力为0，重力提供做圆周运动的向心力，mg＝ma＝m，所以a＝g，v＝，B、C、D正确．3[答案

3、]　BCD3．(轻杆类)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，关于小球在最高点的速度v0，下列说法中错误的是(　　)A．v0的最小值为0B．v0由零逐渐增大，向心力也逐渐增大C．当v0由逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐减小D．当v0由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大[解析]　轻杆对小球可以提供拉力，也可以提供支持力．在最高点，若小球所受支持力F支＝mg，小球在最高点时的速度恰好为0，A正确；由Fn＝知，v增大，向心力也增大，B正确；当v≥时，杆对小球提供向里的拉力，由m

4、g＋T＝，可知当v0由逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐变大，C错误；当v≤时，杆对小球提供向外的支持力，由mg－N＝，可知当v0由逐渐减少时，杆对小球的弹力逐渐变大，D正确．故选C.[答案]　C4．(双侧轨道类)质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示．已知小球以速度v通过最高点时对圆管外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时(　　)A．小球对圆管内、外壁均无压力3B．小球对圆管外壁的压力等于C．小球对圆管内壁的压力等于mgD．小球对圆管内壁的压力等于[解析]　以小球为研究对象，小

5、球通过最高点时，根据牛顿第二定律得mg＋mg＝m；当小球以速度通过圆管的最高点，根据牛顿第二定律得：mg＋N＝m；联立解得：N＝－mg，负号表示圆管对小球的作用力向上，即小球对圆管的内壁压力等于mg，故D正确．故选D.[答案]　D3