【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高考物理總復(fù)習(xí) 2-4-3 專題 圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題

1、第3講 專題 圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題1.圖436質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)木架上的A點(diǎn)和C點(diǎn)，如圖436所示，當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩a在豎直方向，繩b在水平方向，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，繩b被燒斷的同時(shí)桿子停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則() A小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B在繩被燒斷瞬間，a繩中張力突然增大C若角速度較小，小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)D若角速度較大，小球可在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)解析：繩b燒斷前，豎直方向合力為零，即Famg，燒斷b后，因慣性，要在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，且Famgm，所以FaFa，A錯(cuò)B對(duì)，當(dāng)足夠小時(shí)

2、，小球不能擺過AB所在高度，C對(duì)，當(dāng)足夠大時(shí)，小球在豎直面內(nèi)能通過AB上方最高點(diǎn)，從而做圓周運(yùn)動(dòng)，D對(duì)答案：BCD2.圖437m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，A為終端皮帶輪，如圖437所示，已知皮帶輪半徑為 r，傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑，當(dāng)m可被水平拋出時(shí)，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是() A. B. C. D.解析：當(dāng)m被水平拋出時(shí)只受重力的作用，支持力N0.在圓周最高點(diǎn)，重力提供向心力，即mg，所以v.而v2f·r，所以f ，所以每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最小為 ，A正確答案：A3.圖438(2010·西南師大附中模擬)如圖438所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，

3、內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說法正確的是()A小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vminB小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin0C小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力D小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力解析：小球沿管上升到最高點(diǎn)的速度可以為零，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由外側(cè)管壁對(duì)小球的作用力FN與球重力在背離圓心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即：FNFmgm，因此，外側(cè)管壁一定對(duì)球有作用力，而內(nèi)側(cè)壁無作用力，C正確；小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受管壁的作用力與小球速度大小有關(guān)，D錯(cuò)誤答案：BC4.

4、圖439某實(shí)驗(yàn)中學(xué)的學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行科學(xué)探測時(shí)，一位同學(xué)利用繩索順利跨越了一道山澗，他先用繩索做了一個(gè)單擺(秋千)，通過擺動(dòng)，使自身獲得足夠速度后再平拋到山澗對(duì)面，如圖439所示，若他的質(zhì)量是M，所用繩長為L，在擺到最低點(diǎn)B處時(shí)的速度為v，離地高度為h，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則：(1)他用的繩子能承受的最大拉力不小于多少？(2)這道山澗的寬度不超過多大？解析：(1)該同學(xué)在B處，由牛頓第二定律得：FMgM，解得：FMgM，即他用的繩子能承受的最大拉力不小于MgM.(2)對(duì)該同學(xué)做平拋運(yùn)動(dòng)的過程由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：水平方向有：xvt，豎直方向有：hgt2，解得：xv ，即這道山澗的寬度不超過v .答案：(1)MgM(2)v 5.圖4310(2010·諸城模擬)如圖4310所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管道豎直放置，質(zhì)量為m的小球以某一速度進(jìn)入管內(nèi)，小球通過最高點(diǎn)P時(shí)，對(duì)管壁的壓力為0.5mg.求：(1)小球從管口飛出時(shí)的速率；(2)小球落地點(diǎn)到P點(diǎn)的水平距離解析：(1)分兩種情況，當(dāng)小球?qū)芟虏坑袎毫r(shí)，則有mg0.5mg，v1.當(dāng)小球?qū)苌喜坑袎毫r(shí)，則有mg