高三一轮复习资料---竖直平面内的圆周运动(共5页).docx

精选优质文档-倾情为你奉上竖直平面内的圆周运动ormv一，“绳”模型例1、质量为m的小球，在长为r的细绳约束下，在竖直平面内作圆周运动。经过圆周最高点时的速度为v。讨论下列问题：（1）分析小球的受力情况，求出此时细绳拉力的大小？（2）当经过最高点的速度v逐渐减小时，绳的拉力将 。（“变大”或“变小”）（3）当速度v= 时，细绳的拉力为0。此时小球运动的向心力只由 提供？如果速度v小于上述值，绳子的拉力已经为0，而重力不变，此时小球继续做圆周运动所需的向心力将 （“大于”或“小于”）所提供的向心力，小球还能继续做圆周运动么？总结：（1）当v ，向心力由重力和绳的拉力共同提供，小球做圆周运动能过最高点。（2）当v ，绳的拉力为0.，只有重力提供向心力，小球做圆周运动刚好能过最高点。（3）当v ，小球不能通过最高点，在到达最高点之前要脱离圆周。如图，小球在圆形轨道内侧运动(过山车)过圆周最高点的情况与此类似。【跟踪训练】1、用细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，若经过最高点速度为v时，恰好能通过最高点。则当小球以2v的速度经过最高点时，绳子对小球的拉力大小为（ ）A 0 B mg C 3mg D 5mgormv二. 杆模型：【自主学习】例2、如图，小球在轻杆的约束下在竖直平面内做匀速圆周运动，小球质量为m，杆长为r，过最高点时，小球的速度为v，分析下面问题（1）若经过最高点时，细杆对小球产生拉力，则此时小球运动的向心力由 和 的合力提供。向心力Fn= = （2）由上面计算知：当经过最高点的速度v逐渐减小时，杆的拉力逐渐 ，当经过最高点的速度v= 时，杆对小球的拉力等于0；此时小球运动的向心力完全由 提供。（3）若速度v继续减小，当v 时，杆对球的作用力方向将变为向上，即：此时杆对球产生的是 ，向心力是由 提供。总结：（1）当v =，杆对小球既没有拉力，也没有支持力，此时向心力完全由重力提供；（2）当v，杆对小球产生 ，向心力Fn= ，v越大，杆对球的力将 。（3）当v，杆对小球产生 ，向心力Fn= ， v越小，杆对球的力将 。如图，小球在竖直光滑圆形细管内运动与此类似。【跟踪训练】oba2、细杆的一端与一小球相连，可绕O点的水平轴自由转动，现在给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（ ）A a处为拉力，b处为拉力 B a处为拉力，b处为支持力 C a处为支持力，b处为拉力 D a处为支持力，b处为支持力【随堂练习】1、一细绳拴一质量m100 g的小球，在竖直平面内做半径R=40 cm的圆周运动，g10 ms2，求：(1)小球恰能通过圆周最高点时的速度；(2)小球以v1=3.0 ms的速度通过圆周最高点时，绳对小球的拉力； 变式1：将上题中的绳子改成杆（1）若小球以v1=3.0 ms的速度通过圆周最高点时，杆对小球的作用力为多大？方向如何？；（2）若小球以v2=1.0 ms的速度通过圆周最高点时，杆对小球的作用力为多大？方向如何？2、如图所示，小球m可以在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的是 A. 小球通过最高点的最小速度为vB. 小球通过最高点的最小速度可以为0C. 小球在水平线ab以下管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D. 小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力3、如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，由于球对杆有作用，使杆发生了微小形变，关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系，正确的是A形变量越大，速度一定越大B形变量越大，速度一定越小C形变量为零，速度一定不为零D速度为零，可能无形变4、无锡市115米高的“太湖之星”水上摩天轮是目前亚洲最高的水上摩天轮，设有70个独立舱位，满座旋转可坐乘300人，如图所示。假如乘客在轿箱中，随转轮始终不停地匀速转动，环绕一周需18分钟。试判断下列关于轿箱中乘客的说法正确的是（ ）A.乘客受到的合外力为零 B.乘客在乘坐过程中速度保持不变C.乘客对座椅的压力大小不变 D.从最低点到最高点的过程中，乘客先超重后失重5、质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块速率不变，则 （ ） A因为速率不变，所以木块的加速度为零B木块做匀变速曲线运动来源:学§科§网Z§X§X§KC木块下滑过程中的合外力大小不变，方向变化 D木块下滑过程中的摩擦力大小不变，方向变化6、一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成角的方向已速度0抛出，如图（b）所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是A B C D7、如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2。则的最大值是() A. rad/s B. rad/s C. 1.0 rad/s D. 0.5 rad/s8、如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大圆环上的质量为m的小环（可视为质点），从大圆环的最高处由静止滑下，重力加速度为g。当小圆环滑到大圆环的最低点时，大圆环对轻杆拉力的大小为：.CoAMg-5mg B Mg+mg C Mg+5mg D Mg+10mg 9、如图，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。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g，则N1N2的值为A3mg B4mg C5mg D6mg10、水如图所示，质量为m的物块沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是A受到的向心力为 B受到的摩擦力为C受到的摩擦力为 D受到的合力方向斜向左上方11、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B电，如图所示，绳a与水平方向成角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是： （ ） Aa绳的张力不可能为零Ba绳的张力随角速度的增大而增大C当角速度，b绳将出现弹力D若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化专心-专注-专业