2025年高一物理寒假銜接講練 (人教版)第07講 豎直平面內(nèi)的圓周運動(學生版)_第1頁
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第07講豎直平面內(nèi)的圓周運動模塊一思維導圖串知識模塊二基礎(chǔ)知識全梳理(吃透教材)模塊三核心考點精準練(2大考點)模塊四小試牛刀過關(guān)測1.能用牛頓第二定律分析豎直平面內(nèi)勻速圓周運動的向心力.2.了解生產(chǎn)生活中的離心現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因.知識點1輕繩模型、圓形外軌模型物體在圓周運動的最高點時,輕繩或圓形外軌只能對物體施加向下的拉力或者彈力FT(或者不施加力),所以由物體在最高點的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律,可以得到:F在最高點的臨界條件為FT=0,此時mg=mv21v=2v>3v<即輕繩、圓形外軌模型中,物體要想到達最高點,在最高點的最小速度為Vmin=知識點2輕桿模型、環(huán)形管模型1.細桿上固定的小球和環(huán)形管軌道內(nèi)運動的小球,由于桿和管在最高處能對小球產(chǎn)生向上的支持力,故小球恰能到達最高點的最小速度v=0,此時小球受到的支持力F2.小球通過最高點時,軌道對小球的彈力情況:(1)v>Rg,(2)v=Rg(3)0≤v<Rg考點一繩球類模型及其臨界條件1.(23-24高一下·河北邢臺·期末)如圖所示,過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道。一質(zhì)量為m的游客坐在座椅上隨過山車一起勻速轉(zhuǎn)動,當游客經(jīng)過圓軌道最低點時,對座椅的壓力恰好為自身重力的2倍,重力加速度大小為g,游客及座椅整體可視為質(zhì)點,則游客經(jīng)過圓軌道最高點時(

)A.速度大小為 B.處于超重狀態(tài)C.處于平衡狀態(tài) D.向心力大小為2mg2.(23-24高一下·四川達州·期末)2024年五一小長假期間,某同學隨父母一起來到達州市宣漢縣巴山大峽谷景區(qū)體驗了懸崖秋千,該同學坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示,則()A.秋千對該同學的作用力大小等于其自身重力 B.該同學所受的合外力不為零C.該同學此時的速度為零,加速度也為零 D.此時秋千的鋼繩所受的拉力最大,最容易斷裂3.(23-24高一下·山東·期中)一輕質(zhì)細繩長為,與小球相連,一起在豎直平面內(nèi)做圓周運動,小球質(zhì)量,取重力加速度,不計空氣阻力。若小球在最高點的速率,則此時細繩上的拉力大小為()A.0N B.2N C.6N D.12N考點二桿球類模型及其臨界條件4.(23-24高一下·山西大同·期末)如圖為某度假區(qū)的摩天輪,是游客喜愛的娛樂項目之一。假設摩天輪座艙與艙中的游客均可視為質(zhì)點,座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。該摩天輪圓盤直徑約80m,在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動一周大約需要18分鐘,,在摩天輪勻速運行時,座艙與游客相對靜止,則下列說法正確的是()A.座艙里的游客所受的合力保持不變B.座艙里的游客在最高點處于超重狀態(tài)C.座艙的線速度大小約為D.座艙的角速度約為5.(23-24高一下·重慶·期末)如圖所示,輕桿一端固定在O點,另一端固定一小球。給小球一垂直于輕桿方向的初速度使輕桿繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動。關(guān)于小球在最低點A、最高點B兩點所受輕桿的彈力,下列說法正確的是()A.輕桿在A、B兩點對小球的彈力大小相等B.小球運動到A點時,輕桿對小球的彈力可能為零C.小球運動到A點時,輕桿對小球的彈力方向可能豎直向下D.小球運動到B點時,輕桿對小球的彈力可能小于小球重力6.(23-24高一下·江蘇鎮(zhèn)江·期末)如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定著光滑圓管道。一小球從管道內(nèi)的最低點以不同的初速度v0向右運動,球的直徑略小于管的內(nèi)徑,不計空氣阻力。用陰影表示小球在運動過程中對內(nèi)側(cè)管壁有作用力的區(qū)域,虛線為過O點的水平線,下列圖示可能正確的是()A. B.C. D.考點三拱橋和凹橋模型7.(23-24高一下·四川樂山·期末)如圖,一質(zhì)量為m的汽車駛上半徑為R的拱橋,到達拱橋最高點時的行駛速度為v且不騰空。則下列說法正確的是()A.汽車對拱橋面的壓力為mg B.汽車在拱橋最高點處于超重狀態(tài)C.拱橋?qū)ζ嚨闹С至?D.行駛速度大于時,汽車會騰空8.(23-24高一上·北京海淀·期末)在公路上常會看到凸形和凹形的路面,如圖所示。一輛質(zhì)量為m的汽車,通過凸形路面的最高處時對路面的壓力為,通過凹形路面最低處時對路面的壓力為,則(

A. B. C. D.9.(23-24高一上·江蘇鹽城·期末)豎直平面內(nèi)光滑圓軌道外側(cè),一小球以某一水平速度v0從A點出發(fā)沿圓軌道運動,至B點時脫離軌道,最終落在水平面上的C點,不計空氣阻力。下列說法中正確的是()

A.在A點時,小球?qū)A軌道壓力等于其重力B.水平速度C.經(jīng)過B點時,小球的加速度方向指向圓心D.A到B過程,小球水平加速度先增加后減小一、單選題1.(23-24高一下·四川達州·期末)2024年五一小長假期間,某同學隨父母一起來到達州市宣漢縣巴山大峽谷景區(qū)體驗了懸崖秋千,該同學坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示,則()A.秋千對該同學的作用力大小等于其自身重力 B.該同學所受的合外力不為零C.該同學此時的速度為零,加速度也為零 D.此時秋千的鋼繩所受的拉力最大,最容易斷裂2.(23-24高一下·江蘇南京·期末)在“天宮課堂”上,航天員葉光富用繩子一端系住裝有水油混合液體的瓶子,做如圖所示的圓周運動,一段時間后水和油成功分層,密度較大的水集中于小瓶的底部。在水油分離后做勻速圓周運動的過程中,下列說法正確的是()A.瓶子整體不受重力 B.水的角速度大于油的角速度C.在最高點水對油有向下的作用力 D.油的向心加速度比水的向心加速度大3.(23-24高一下·四川遂寧·期末)如圖甲、乙所示,分別用長度均為1m的輕質(zhì)細繩和輕質(zhì)細桿的一端固定連接質(zhì)量均為1kg的小球A、B,另一端分別固定在O、O′點,現(xiàn)讓A、B兩小球分別繞O、O′點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,小球均可視為質(zhì)點,不計空氣阻力,重力加速度。下列說法不正確的是()A.A球做圓周運動到最高點的最小速度為B.B球做圓周運動到最高點的最小速度為0C.某次A、B兩球運動到最高點對繩、桿的作用力大小分別為2N、5N,則此時A、B兩球經(jīng)過最高點時的速度大小之比為D.某次A、B兩球運動到最高點對繩、桿的作用力大小分別為2N、5N,則此時A、B兩球經(jīng)過最高點時的速度大小之比可能為4.(23-24高一下·陜西渭南·期末)一般的曲線運動可以分為很多小段,每一小段都可以被看作是圓周運動的一部分。如圖所示為一摩托車勻速率運動過程中經(jīng)過高低不平的一段賽道的示意圖,最低點A和最高點B兩個位置對應的圓弧半徑分別為、,且。下列說法正確的是()A.在B點摩托車對賽道的壓力等于摩托車的重力B.摩托車在A、B兩點的向心加速度C.摩托車在A、B兩點的向心力D.在A點摩托車處于失重狀態(tài)5.(23-24高一下·河南南陽·期末)如圖所示,一根輕桿兩端各系一個質(zhì)量均為的小球A和B,某人拿著輕桿的中點,使兩小球繞點在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動。重力加速度大小為。關(guān)于小球A、B的運動,下列說法正確的是()A.小球在最高點時,桿對其作用力的方向一定豎直向下B.桿豎直時,和對小球作用力的大小之差為C.桿豎直時,人對點的作用力一定為D.在運動過程中,桿對兩小球的作用力大小不可能相等二、多選題6.(23-24高一下·陜西咸陽·期末)下列有關(guān)生活中的圓周運動實例分析,其中說法正確的是()A.甲圖:汽車水平轉(zhuǎn)彎時速度過大,可能因離心運動造成交通事故B.乙圖:秋千擺至最低點時,秋千對兒童的支持力大小等于其重力C.丙圖:汽車安全通過半徑為R的拱橋的最高點時速度應滿足D.丁圖:鐵路彎道處的外軌比內(nèi)軌高,是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側(cè)壓力幫助火車轉(zhuǎn)彎7.(23-24高一下·新疆克孜勒蘇·期末)如圖所示,小球質(zhì)量為,用長為的輕質(zhì)細線懸掛在點,在點的正下方處有一釘子,把細線沿水平方向拉直,無初速度地釋放小球,當細線碰到釘子的瞬間,設線沒有斷裂,則下列說法正確的是()A.小球的角速度突然增大B.小球的瞬時線速度突然增大C.小球的向心加速度突然增大D.小球?qū)揖€的拉力突然增大到原來的2倍8.(23-24高一下·福建福州·期末)如圖甲所示,輕桿一端固定一小球,另一端繞O點在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動。小球運動到最高點時,桿與小球間彈力大小為F,當小球運動的角速度ω逐漸增大時,得到F-ω2圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A.當?shù)氐闹亓铀俣却笮閎RB.小球的質(zhì)量為C.時,桿對小球的彈力方向向上D.若c=2b,則桿對小球彈力大小為a三、填空題9.(23-24高一下·天津和平·期中)(1)如圖所示,輕桿一端套在光滑水平轉(zhuǎn)軸O上,另一端固定一質(zhì)量為的小球,使小球在豎直平面內(nèi)做半徑為的圓周運動。設運動軌跡的最低點為A點,最高點為B點,不計一切阻力,重力加速度g取,若小球通過B點的速度為1m/s,則在B點桿對小球的作用力為N,方向。(2)如圖所示,有一個中心軸線豎直的錐形漏斗,內(nèi)壁光滑,內(nèi)壁上有兩個完全相同的小球甲和乙,各自在不同水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則小球甲、乙運轉(zhuǎn)所需的向心(選填“大于”、“小于”或“等于”)。10.(23-24高一上·上海長寧·期末)如圖,摩天輪在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動。座艙的質(zhì)量為,運動半徑為,角速度大小為,重力加速度為,座艙的運動周期為;某時刻,座艙A與摩天輪圓心在同一高度,此時座艙A受摩天輪的作用力大小為。11.(23-24高一下·福建寧德·階段練習)如圖所示是一座半徑為40m的圓弧形拱形橋。一質(zhì)量為的汽車,行駛到拱形橋的頂端時,汽車的運動速度為。重力速度,則此時汽車運動的向心加速度為;橋面對汽車的支持力為N;四、解答題12.(23-24高一下·北京西城·期末)如圖所示,半徑為R的圓形光滑軌道豎直固定在水平地面上,其中A、B分別為圓軌道的最低點和最高點。一質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點)以某一速率滑上A點,到達B點時的速率恰好為在A點時的一半,重力加速度為g,求:(1)小球在A點時的速度大??;(2)小球在B點受到軌道支持力的大小。13.(23-24高一上·江蘇南通·階段練習)一滑雪表演的測試滑道如圖所示,軌道的段為一半徑的光滑四分之一圓形軌道,段為傾斜軌道,軌道傾斜角,段為足夠長的水平減速軌道。一質(zhì)量為的表演者從軌道上某點由靜止開始下滑,到達B點時速度的大小為,離開B點做空中表演(可視為平拋運動),最后

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