发布时间 : 星期二 文章高中物理第二章匀速圆周运动习题课二圆周运动规律的应用课时训练教科版必修2更新完毕开始阅读e02daefb0a1c59eef8c75fbfc77da26925c596c8
A.物体立即离开球面做平抛运动
B.物体落地时水平位移为R C.物体的初速度v0=
D.物体着地时速度方向与地面成45°角
解析:小物体在最高点时对半球刚好无压力,表明从最高点开始小物体即离开球面做平抛运
动,A对;由mg=mx=
知,小物体在最高点的速度大小v0=,又由于R=gt,vy=gt,x=v0t,故
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R,B,C对;tan θ=
=,θ>45°,D错.
10. (多选)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点.如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向.当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时木架停止转动,则( BC )
A.绳a对小球拉力不变 B.绳a对小球拉力增大 C.小球可能前后摆动
D.小球不可能在竖直平面内做圆周运动
解析:绳b烧断前,小球竖直方向的合力为零,即Fa=mg,烧断b后,小球在竖直面内做圆周运动,
且Fa′-mg=m,所以Fa′>Fa,选项A错误,B正确;当ω足够小时,小球不能摆过AB所在高度,
可能前后摆动,选项C正确;当ω足够大时,小球在竖直面内能通过AB上方的最高点而做圆周运动,选项D错误.
11. 如图所示,两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A,B两点,A,B两点间距离也为L,今使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时速度为v,两段线中张力恰好均为零,若小
球到达最高点时速度为2v,则此时每段线中张力大小为( A ) A.
mg B.2mg C.3mg D.4mg
解析:当小球到达最高点时速度为v,有mg=m,当小球到达最高点速度为2v时,应有
F+mg=m=4mg,所以F=3mg,此时最高点各力如图所示,所以T=mg.
12. (多选)如图所示,在水平转台上放一个质量M=2 kg的木块,它与转台间最大静摩擦力fmax=6.0 N,绳的一端系在木块上,穿过转台的中心孔O(孔光滑,忽略小滑轮的影响),另一端悬挂一个质量m=1.0 kg的物体,当转台以角速度ω=5 rad/s 匀速转动时,木块相对转台静止,
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则木块到O点的距离可能是(g取10 m/s,M,m均视为质点)( BCD )
A.0.04 m B.0.08 m C.0.16 m D.0.32 m 解析:当M有远离轴心运动的趋势时,
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有mg+fmax=Mωrmax
当M有靠近轴心运动的趋势时,有
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mg-fmax=Mωrmin
解得:rmax=0.32 m,rmin=0.08 m 即0.08 m≤r≤0.32 m.
13.质量为0.2 kg的小球固定在长为0.9 m的轻杆一端,杆可绕过另一端O点的水平轴在竖
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直平面内转动.(g=10 m/s)求:
(1)当小球在最高点的速度为多大时,球对杆的作用力为零?
(2)当小球在最高点的速度分别为6 m/s和1.5 m/s时,球对杆的作 用力.
解析:(1)当小球在最高点对杆的作用力为零时,重力提供向心力,则mg=m,解得v0=3 m/s.
(2)v1>v0,由牛顿第二定律得mg+F1=m向上.
,由牛顿第三定律得F1′=F1,解得F1′=6 N,方向竖直
v2 向下. 答案:(1)3 m/s (2)6 N,方向竖直向上 1.5 N,方向竖直向下 14. 如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2 m的光滑圆形轨道,BC段为高为h=5 m 的竖直轨道,CD段为水平轨道.一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑,到达B点时速 2 度的大小为2 m/s,离开B点做平抛运动(g=10 m/s),求: (1)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C点的水平距离; (2)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小; (3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ=45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远.如果不能,请说明理由. 解析:(1)设小球离开B点做平抛运动的时间为t1,落地点到C点距 离为s 由h=g得t1==1 s x=vBt1=2 m. (2)小球到达B点时受重力G和竖直向上的弹力F作用,由牛顿第二定律知F向=F-G=m解得F=6 N 由牛顿第三定律知小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为6 N,方向竖直向下. (3)如图,斜面倾角θ=45°,CE长d=h=5 m,因为d>x,所以小球离开B点后能落在斜面上. 假设小球第一次落在斜面上M点,BM长为L,小球从B点到M点的时 间为t2 Lcos θ=vBt2 Lsin θ=g 联立两式得t2=0.4 s L≈1.13 m. 答案:(1)2 m (2)6 N (3)能落到斜面上,第一次落在斜面上的位置距离B点1.13 m