（新课标）2018年高考物理总复习 课时达标检测（二十四）圆周运动规律的应用（题型研究课）

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1、课时达标检测(二十四)圆周运动规律的应用(题型研究课)一、单项选择题1.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．过山车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B．人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力C．人在最低点时对座位的压力等于mgD．人在最低点时对座位的压力大于mg解析：选D　人过最高点时，FN＋mg＝m，当v≥时，不用保险带，人也不会掉下来，当v＝时，人在最高点时对座位产生的压力为mg，A、B均错误；人在最低点具有竖直向上的

2、加速度，处于超重状态，故人此时对座位的压力大于mg，C错误，D正确。2.(2017·莆田联考)如图所示，在半径为R的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以转速nr/s在水平面内做匀速圆周运动，该平面离碗底的距离h为(　　)A．R－　　　　　　　　B.C.－RD.＋解析：选A　由题意知，小球做圆周运动需要的向心力为F＝m·4π2n2r，根据匀速圆周运动的动力学特征可知，向心力由重力与弹力的合力提供，即mgtanθ＝m·4π2n2r，根据几何关系：sinθ＝，联立解得：cosθ＝，可得：h＝R－Rcosθ＝R－，所以A正确

3、，B、C、D错误。3.(2017·抚顺模拟)如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地面上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C，A、B、C的质量均为m。现给小球一水平向右的瞬时速度v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环之间的摩擦阻力)，则瞬时速度v必须满足(　　)A．最小值B．最大值C．最小值D．最大值解析：选D　要保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满足mg＝m，由最低点到最高点由机械能守恒得

4、mvmin2＝mg·2r＋mv02，可得小球在最低点瞬时速度的最小值为，A、C错误；为了不会使环在竖直方向上跳起，则在最高点球有最大速度时，对环的压力为2mg，满足3mg＝m，从最低点到最高点由机械能守恒得mvmax2＝mg·2r＋mv12，可得小球在最低点瞬时速度的最大值为，B错误，D正确。4.(2017·忻州一中检测)如图所示，两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小

5、球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为(　　)A.mgB．2mgC．3mgD．4mg解析：选A　当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，有mg＝m；当小球到达最高点时速率为2v，设每段线中张力大小为F，应有2Fcos30°＋mg＝m，解得F＝mg，选项A正确。5.(2017·宁波联考)如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳的最大拉力为2mg。当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，发现小球受三个力作用。则ω可

6、能为(　　)A．3B.C.D.解析：选B　因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力。细绳要产生拉力，绳要处于拉伸状态，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°。当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，向心力由三个力在水平方向的合力提供，其大小为F＝mω2r，根据几何关系，其中r＝Rsin60°一定，所以当角速度越大时，所需要的向心力越大，绳子拉力越大，所以对应的临界条件是小球在此位置刚好不受拉力，此时角速度最小，需要的向心力最小，对小球进行受力分析得Fmin＝2mgsin60°，即2mgsi

7、n60°＝mωmin2Rsin60°，解得ωmin＝；当绳子的拉力达到最大时，角速度达到最大，同理可知，最大角速度为ωmax＝，故只有B正确。6.如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上O、A两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OA＝OB＝AB，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB始终在竖直平面内，若转动过程OB、AB两绳始终处于拉直状态，则下列说法正确的是(　　)A．OB绳的拉力范围为0～mgB．OB绳的拉力范围为mg～mgC．AB绳的拉力范围为mg～mgD．

8、AB绳的拉力范围为0～mg解析：选B　当转动的角速度为零时，OB绳的拉力最小，AB绳的拉力最大，这时两者的值相同，设为F1，则2F1cos30°＝mg，F1＝mg，增大转动的角速度，当AB绳的拉力刚好等于零时，OB绳的拉力最大，设这时OB绳的拉力为F2，则F2cos30°＝mg，F2＝mg,因此OB绳的拉力范围为mg