【創(chuàng)新設計】高考物理總復習 2-4-3 專題 圓周運動的臨界問題

1、第3講 專題 圓周運動的臨界問題1.圖436質量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質木架上的A點和C點，如圖436所示，當輕桿繞軸BC以角速度勻速轉動時，小球在水平面內做勻速圓周運動，繩a在豎直方向，繩b在水平方向，當小球運動到圖示位置時，繩b被燒斷的同時桿子停止轉動，則() A小球仍在水平面內做勻速圓周運動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的豎直平面內擺動D若角速度較大，小球可在垂直于平面ABC的豎直平面內做圓周運動解析：繩b燒斷前，豎直方向合力為零，即Famg，燒斷b后，因慣性，要在豎直面內做圓周運動，且Famgm，所以FaFa，A錯B對，當足夠小時

2、，小球不能擺過AB所在高度，C對，當足夠大時，小球在豎直面內能通過AB上方最高點，從而做圓周運動，D對答案：BCD2.圖437m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質點)，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打滑，當m可被水平拋出時，A輪每秒的轉數(shù)最少是() A. B. C. D.解析：當m被水平拋出時只受重力的作用，支持力N0.在圓周最高點，重力提供向心力，即mg，所以v.而v2f·r，所以f ，所以每秒的轉數(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做圓周運動，

3、內側壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說法正確的是()A小球通過最高點時的最小速度vminB小球通過最高點時的最小速度vmin0C小球在水平線ab以下的管道中運動時，內側管壁對小球一定無作用力D小球在水平線ab以上的管道中運動時，外側管壁對小球一定有作用力解析：小球沿管上升到最高點的速度可以為零，故A錯誤，B正確；小球在水平線ab以下的管道中運動時，由外側管壁對小球的作用力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，外側管壁一定對球有作用力，而內側壁無作用力，C正確；小球在水平線ab以上的管道中運動時，小球受管壁的作用力與小球速度大小有關，D錯誤答案：BC4.

4、圖439某實驗中學的學習小組在進行科學探測時，一位同學利用繩索順利跨越了一道山澗，他先用繩索做了一個單擺(秋千)，通過擺動，使自身獲得足夠速度后再平拋到山澗對面，如圖439所示，若他的質量是M，所用繩長為L，在擺到最低點B處時的速度為v，離地高度為h，當?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)對該同學做平拋運動的過程由運動學公式得：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，內徑很小的光滑半圓管道豎直放置，質量為m的小球以某一速度進入管內，小球通過最高點P時，對管壁的壓力為0.5mg.求：(1)小球從管口飛出時的速率；(2)小球落地點到P點的水平距離解析：(1)分兩種情況，當小球對管下部有壓力時，則有mg0.5mg，v1.當小球對管上部有壓力時，則有mg