第六章 圆周运动 习题课 圆周运动的临界问题 课件（22张ppt）+练习（含解析）

习题课:圆周运动的临界问题 课后篇巩固提升 基础巩固 1.如图所示,某公园里的过山车驶过轨道的最高点时,乘客在座椅里面头朝下,人体颠倒,若轨道半径为R,人体重为mg,要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力,则过山车在最高点时的速度大小为(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.0 B.gR C.2gR D.3gR 解析由题意知F+mg=2mg=mv2R,故速度大小v=2gR,C正确。 答案C 2.(多选)如图所示,用细绳拴着质量为m的物体,在竖直面内做圆周运动,圆周半径为R,则下列说法正确的是 (　　) A.小球过最高点时,绳子张力可以为零 B.小球过最高点时的最小速度为零 C.小球刚好过最高点时的速度是Rg D.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反 解析小球在最高点时,受重力mg、绳子竖直向下的拉力F(注意:绳子不能产生竖直向上的支持力),向心力为F向=mg+F,根据牛顿第二定律得mg+F=mv2R。可见,v越大,F越大;v越小,F越小。当F=0时,mg=mv2R,得v临界=Rg。因此,选项A、C正确。 答案AC 3.(2019湖南邵阳二中高一期末)长度为L=0.4 m的轻质细杆OA,A端连有一质量为m=2 kg 的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是1 m/s(g取10 m/s2),则此时细杆对小球的作用力为(　　) A.15 N,方向向上 B.15 N,方向向下 C.5 N,方向向上 D.5 N,方向向下 解析在最高点,假设杆子对小球的作用力方向向上,根据牛顿第二定律得,mg-F=mv2L,解得F=mg-mv2L=15 N,可知杆子对小球的作用力大小为15 N,方向向上。故A正确,B、C、D错误。 答案A 4.(多选)如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度,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 解析小球在a处受到竖直向下的重力,故在a处一定受到杆的拉力,因为小球在最低点时所需向心力沿杆由a指向圆心O,向心力是杆对球的拉力和重力的合力。小球在最高点b时杆对球的作用力有三种情况:(1)杆对球恰好没有作用力,这时小球所受的重力提供向心力,设此时小球速度为v球,由mg=mv球2R得v球=Rg。(2)当小球在b点,速度v>v球时,杆对小球有向下的拉力。(3)当小球在b点,速度v