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《全国通用2019版高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天微专题32竖直面内的圆周.》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、32竖直面内的圆周运动[方法点拨]“拱桥”模型特点:下有支撑,上无约朿;“绳一球”模型特点:下无支撑,上有约束;“杆一球”模型特点:下有支撑,上有约束.1.(多选)(2017•福建福州3月质检)如图1所示,质量为刃的小球用长度为斤的细绳拴着在竖直面上绕。点做圆周运动,恰好能通过竖直面的最高点儿重力加速度为g,不计空气阻力,贝11()8图1A.小球通过最高点/的速度为畅B.小球通过最低点〃和最高点M的动能之差为刃前C.若细绳在小球运动到与圆心0等高的C点断了,则小球还能上升的高度为斤D.若细绳在小球运动到力处断了,则经过才=寸乎时间小球运动到与圆心等高的位置2.如图2所示为
2、空间站川模拟地球上重力的装置,环形实验装置的外侧壁相当于“地板”,让环形实验装置绕0点旋转,能使“地板”上可视为质点的物体与地球表面处有同样的“重力”,则旋转角速度应为(地球表面重力加速度为g,装置的外半径为0()3.(多选)(2017•福建厦门模拟)如图3所示,两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动,某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点,小球2恰好运动到自身轨道的最高点,这两点高度相同,此时两小球速度大小相同,若两小球质量均为刃,忽略空气阻力的影响,则下列说法正确的是()图3A.此刻两根细线拉力大小相同B.运动过程屮,两根线上拉力的差值最大为2〃冴C.运动
3、过程中,两根线上拉力的差值最大为10飓D.若相对同一零势能面,小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能1.(2018•湖北荆州质检)如图4所示,在质量为厢的物体内有光滑的圆形轨道,有一质量为刃的小球在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动,力与C两点分别是轨道的最高点和最低点,B、〃两点与圆心。在同一水平面上.在小球运动过程中,物体必静止于地面,则关于物体〃对地面的压力人和地面对物体〃的摩擦力方向,下列说法正确的是()A.小球运动到昇点时,尺沁,摩擦力方向向左B.小球运动到〃点时,尺=Mg,摩擦力方向向右C.小球运动到C点时,F<(J/+〃z)g,地面对M无摩擦D.小球运
4、动到〃点时,尺=O+〃z)g,摩擦力方向向右2.(多选)(2017•辽宁铁岭协作体模拟)如图5所示,半径为斤的内壁光滑的圆轨道竖直固定在桌面上,一个可视为质点的质量为/〃的小球静止在轨道底部/点.现用小锤沿水平方向快速击打小球,使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动.当小球回到月点时,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.已知小球在运动过稈中始终未脱离轨道,在第一次击打过程中小锤对小球做功//;,第二次击打过程中小锤对小球做功他设先后两次击打过程屮小锤对小球做的功全部用来增加小球的动能,则书的值可能是()图5D.16
5、.(多选)如图6甲所示,轻杆一端固定在0点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为斥的圆周运动.小球运动到最高点时,受到的弹力为已速度大小为匕其尸一/图象如图乙所示.贝lj()Fm°;;-\°:O沪甲乙图6PRA.小球的质量为〒B.当地的重力加速度大小为彳C.v=c时,小球对杆的弹力方向向下D.G=2b时,小球受到的弹力与重力大小相等答案精析1.AD[小球刚好通过最高点时,细绳的拉力恰好为零,有:/昭=〃冷,解得:山=寸亦,故A正确;根据动能定理,A庇=〃$•2R=2吨R,故B错误;从力到C,由动能定理可得:mgR=^/z/v'c—^rnva,细绳在小球运动
6、到与圆心0等高的C点断了,小球将做竖直上抛运动,设上升的高度为力,由动能定理得:—mgh=Q—务解得:h=.5R,故C错误;若细绳在小球运动到/处断了,小球将做平抛运动,经过时间广=寸爭小球下落高度斤,此时与圆心的位置等高,故D正确.]2.A[物体随同环形装置做圆周运动,“重力”提供向心力,可得:〃矽=〃2先解得:3=^选项A正确,选项B、C、D错误.]3.CD[题图位置,球1加速度向上,处于超重状态;球2加速度向下,处于失重状态,故球1受到的拉力较大,故A错误;球1在最高点,有:F~~吨=I计,球2在最低点,有:用一飓=呛,两个球运动过程中机械能守恒,设两球在题
7、图位置的速度为厶对球1:=-mv+2mgRf对球2:-mv=-niv2—^mgR,联立解得:F=—F、=g昭,故B错误,C正确;两个球运动过程中机械能守恒,而题图位置两个球的机械能相等,故两个球的机械能一直是相等的,故D正确•]4.B[小球在力点时,系统在水平方向不受力的作用,所以地面对必没有摩擦力的作用,A项错误;小球在〃点时,需要的向心力向右,所以必对小球有向右的支持力的作用,对掰受力分析可知,地面要对〃有向右的摩擦力的作用,在竖直方向上,由于没有加速度,於受力平衡,所以物体M对地面的压力R=Mg,B项正确;小球在C点