竖直平面内圆周运动实例分析同步练习

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1、竖直平面内圆周运动实例分析同步练习（答题时间：30分钟）1.英国特技演员史蒂夫·特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道，如图所示，环形车道竖直放置，直径达12m，若汽车在车道上以12m/s恒定的速率运动，演员与汽车的总质量为1000kg，重力加速度g取10m/s2，则（　　）A.汽车通过最低点时，演员处于超重状态B.汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×104NC.若要挑战成功，汽车不可能以低于12m/s的恒定速率运动D.汽车在环形车道上的角速度为1rad/s2.如图所示，长为r的细杆一端固定一个质量为m的小球，使之绕另一端O在竖直面内做圆周运动，小球运动到最高点时的速度v＝，在这点时（

2、　　）A.小球对杆的拉力是B.小球对杆的压力是C.小球对杆的拉力是mgD.小球对杆的压力是mg3.如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动，对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，下列说法中正确的是（　　）A.半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大B.半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小C.半径R越大，小球通过轨道最高点时的角速度越大D.半径R越大，小球通过轨道最高点时的角速度越小4.如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地上，B不能左右运动，在环的最

3、低点静放有一小球C，A、B、C的质量均为m,现给小球一水平向右的瞬时速度，小球会在环内侧做圆周运动。为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起（不计小球与环的摩擦阻力），则最高点瞬时速度v必须满足（　　）A.最小值B.最大值C.最小值D.最大值5.一轻杆一端固定一个质量为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，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.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小竖直平面内圆周运动实例分析同步

4、练习参考答案1.AB解析：因为汽车通过最低点时，演员具有指向圆心向上的加速度，故处于超重状态，A正确；由ω＝可得汽车在环形车道上的角速度为2rad/s，D错误；在最高点由mg＝m可得v0＝≈7.7m/s，C错误；由mg＋F＝m可得汽车通过最高点时对环形车道的压力为F=1.4×104N，B正确。2.B解析：设在最高点，小球受杆的支持力FN，方向向上，则由牛顿第二定律得：mg－FN＝m，得出FN＝mg，故杆对小球的支持力为mg，由牛顿第三定律知，小球对杆的压力为mg，B正确。3.AD解析：小球通过最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点mg＝，即v0＝，选项A正确而B错误；最高点时的角

5、速度ω＝＝，选项D正确而C错误。4.AD解析：要保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满足mg＝m，可得小球在最低点瞬时速度的最小值为；为了不会使环在竖直方向上跳起，在最高点有最大速度时，球对环的压力为2mg，满足3mg＝m，可得小球在最低点瞬时速度的最大值为。5.A解析：因轻杆既可以提供拉力又可以提供支持力，所以在最高点杆所受弹力可以为零，A对；在最高点弹力也可以与重力等大反向，小球最小速度为零，B错；随着速度增大，杆对球的作用力可以增大也可以减小，C、D错。