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高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 18 竖直面内能力训练试题VIP专享VIP免费

高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 18 竖直面内能力训练试题_第1页
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18竖直面内1.如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是()A.过山车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来B.人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力C.人在最低点时对座位的压力等于mgD.人在最低点时对座位的压力大于mg答案D解析人过最高点时,FN+mg=m,当v≥时,不用保险带,人也不会掉下来,当v=时,人在最高点时对座位产生的压力为mg,A、B均错误;人在最低点具有竖直向上的加速度,处于超重状态,故人此时对座位的压力大于mg,C错误、D正确。2.(2017·咸阳一模)固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD,其A点与圆心等高,D点为轨道的最高点,DB为竖直线,AC为水平线,AE为水平面,如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止释放,且从A点进入圆弧轨道运动,只要适当调节释放点的高度,总能使球通过最高点D,则小球通过D点后()A.一定会落到水平面AE上B.一定会再次落到圆弧轨道上C.可能会再次落到圆弧轨道上D.不能确定答案A解析设小球恰好能够通过最高点D,根据mg=m,得:vD=,知在最高点的最小速度为。小球经过D点后做平抛运动,根据R=gt2得:t=。则平抛运动的水平位移为:x=·=R,知小球一定落在水平面AE上。故A正确,B、C、D错误。3.如图所示,长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为2v时,每根绳的拉力大小为()A.mgB.mgC.3mgD.2mg答案A解析设小球在竖直面内做圆周运动的半径为r,小球运动到最高点时轻绳与圆周运动轨道平面的夹角为θ=30°,则有r=Lcosθ=L。根据题述小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,有mg=m;小球在最高点速率为2v时,设每根绳的拉力大小为F,则有2Fcosθ+mg=m,联立解得F=mg,A正确。4.(多选)“水流星”是一种常见的杂技项目,该运动可以简化为细绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型。已知绳长为l,重力加速度为g,则()A.小球运动到最低点Q时,处于失重状态B.小球初速度v0越大,则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大C.当v0>时,小球一定能通过最高点PD.当v0<时,细绳始终处于绷紧状态答案CD解析小球运动到最低点Q时,由于加速度向上,故处于超重状态,A错误;小球在最低点时:FT1-mg=m;在最高点时:FT2+mg=m,其中mv-mg·2l=mv2,解得FT1-FT2=6mg,故在P、Q两点绳对小球的拉力差与初速度v0无关,B错误;当v0=时,可求得v=,因为小球经过最高点的最小速度为,则当v0>时小球一定能通过最高点P,C正确;当v0=时,由mv=mgh得小球能上升的高度h=l,即小球不能越过与悬点等高的位置,故当v0<时,小球将在最低点位置附近来回摆动,细绳始终处于绷紧状态,D正确。5.如图所示,质量为M的物体内有光滑圆形轨道,现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动。A、C点为圆周的最高点和最低点,B、D点是与圆心O同一水平线上的点。小滑块运动时,物体在地面上静止不动,则物体对地面的压力FN和地面对物体的摩擦力有关说法正确的是()A.小滑块在A点时,FN>Mg,摩擦力方向向左B.小滑块在B点时,FN=Mg,摩擦力方向向右C.小滑块在C点时,FN=(M+m)g,M与地面无摩擦D.小滑块在D点时,FN=(M+m)g,摩擦力方向向左答案B解析因为轨道光滑,所以小滑块与轨道之间没有摩擦力。小滑块在A点时,与轨道没有水平方向的作用力,所以轨道没有运动趋势,即摩擦力为零;当小滑块的速度v=时,对轨道A点的压力为零,物体对地面的压力FN=Mg,当小滑块的速度v>时,对轨道A点的压力向上,物体对地面的压力FN(M+m)g,故C错误;...

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