第3章 习题课6　竖直面内的圆周运动（课件 学案 练习）高中物理 鲁科版（2019）必修 第二册

习题课6　竖直面内的圆周运动 1.游客乘坐过山车，在圆弧轨道上做匀速圆周运动，且在最低点处获得的向心加速度为10 m/s2，g取10 m/s2，那么运动到此位置时座椅对游客的作用力相当于游客重力的（　　） A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍 2.某飞行员的质量为m，驾驶飞机在竖直面内以速度v做半径为R的匀速圆周运动，飞行员对座椅的压力在最低点比最高点大（设飞行员始终垂直于座椅的表面）（　　） A.mg B.2mg C.mg＋ D.2 3.（多选）一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A.小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零 B.小球过最高点的最小速度是 C.若小球过最高点的速度v＞时，杆对球的作用力竖直向下 D.若小球过最高点的速度v＜时，速度v越小，杆对球的作用力越大 4.（多选）如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（　　） A.物块始终受到三个力作用 B.只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心 C.从a到b，物体所受的摩擦力先减小后增大 D.从b到a，物块处于超重状态 5.如图所示，质量为1.6 kg，半径为0.5 m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球A和B的直径略小于细圆管的内径。它们的质量分别为mA＝1 kg、mB＝2 kg。某时刻，小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且A的速度大小为vA＝3 m/s，此时杆对圆管的弹力为零，则B球的速度大小vB为（取g＝10 m/s2）（　　） A.2 m/s B.4 m/s C.6 m/s D.8 m/s 6.（多选）如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω＝的匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A.小球运动到最高点C时与杆作用力为零 B.小球运动到最高点C时球对杆的作用力大小为mg C.小球运动到水平位置A时杆对球的作用力大小为2mg D.小球运动到水平位置A时杆对球的作用力大小为mg 7.如图所示，质量为m的小明（可视为质点）坐摩天轮。小明乘坐的座舱与摩天轮的转轴间的距离为r，摩天轮以大小为k（常数k＜1，g为重力加速度）的角速度做匀速圆周运动。若小明坐在座舱水平座垫上且双脚不接触底板，则下列说法正确的是（　　） A.小明通过最高点时不受重力 B.小明做匀速圆周运动的周期为 C.小明通过最高点时处于完全失重状态 D.小明通过最低点时对座舱座垫的压力大小为k2mg 8.一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构简化图如图所示。质量为M、半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的磁芯质量为m，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为6mg。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。 （1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小。 （2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度。 9.如图所示，质量m＝1 kg的小球在长为L＝0.5 m 的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力Tmax＝42 N，转轴离地高度h＝5.5 m，不计阻力，g＝10 m/s2。 （1）小球经过最高点的速度是多少？ （2）若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小球的速度大小； （3）细绳被拉断后小球运动的水平位移。 习题课6　竖直面内的圆周运动 1.B　根据牛顿第二定律得N－mg＝ma，解得N＝mg＋ma＝2mg，B正确。 2.B　在最高点有N1＋mg＝m，解得N1＝m－mg；在最低点有N2－mg＝m，解得N2＝mg＋m。由牛顿第三定律可知N2'－N1'＝N2－N1＝2mg，B正确 ... ...