1、选择题 (2011年东北地区名校联考)如图5-3-12所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆环半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,则其通过最高点时( )

图5-3-12
A.小球对圆环的压力大小等于mg
B.小球受到的向心力等于0
C.小球的线速度大小等于
D.小球的向心加速度大小等于2 g
参考答案:C
本题解析:选C.小球在最高点时刚好不脱离圆环,则圆环刚好对小球没有作用力,小球只受重力,重力竖直向下提供向心力,根据牛顿第二定律得小球的向心加速度大小为a=
=g,再根据圆周运动规律得a=
=g,解得v=
.故选项C正确.
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t之后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点A飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ,ED之间的距离为x0,斜面的倾角为30º。求:

(1)小车到达C点时的速度大小为多少?
(2)在A点小车对轨道的压力是多少,方向如何?
(3)小车的恒定功率是多少?
参考答案:(1)
(2)mg,竖直向上;(3)
本题解析::(1)小车到达A点时的速度为vA,离开A点后做平抛运动,落到C点时,
竖直方向上:h
本题难度:困难
3、选择题 质量一定的物体做半径确定的匀速圆周运动,向心力的大小(?)
A.与线速度大小成正比
B.与线速度大小的平方成正比
C.与角速度大小成反比
D.与角速度大小的平方成反比
参考答案:B
本题解析:根据向心力公式
,所以正确答案为与线速度大小的平方成正比,所以答案为B
点评:本题考查了在圆周运动中向心力的公式的理解和记忆。
本题难度:一般
4、计算题 有一辆质量为1.2t的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥。问:
(1)汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空?
(3)设想拱桥的半径增大到与地球半径一样,那么汽车要在这样的桥面上腾空,速度要多大?(重力加速度
取10 m/s2,地球半径R取
km)
参考答案:(1)根据牛顿第二定律:
?(3分)
解得:
N?(3分)
根据牛顿第三定律:?
?N?(1分)
(2) 根据牛顿第二定律:
?(2分)
解得:
m/s(或22.4 m/s)?(3分)
(3) 根据牛顿第二定律:
?(2分)
解得:
?m/s?(2分)
本题解析:本题考查圆周运动,沿半径方向的合力提供向心力,刚好通过最高点时只有重力提供向心力,结合牛顿第二定律求解
本题难度:一般
5、填空题 如图所示,轻杆长为3L=30cm,在杆的A、B两端分别固定质量均为m=
的小球A和B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力.则此时B的线速度
?;当B球以相同的线速度转到最低点时,A球对杆的作用力
?,杆对B球的作用力
?。(g取10m/s2)
参考答案:
? 0.5? 2
本题解析:球B对杆恰好无作用力,重力完全提供向心力,则有:
,
;B与A的角速度相等,则
,A球做圆周运动有:
,
,杆对B球有:
,
本题难度:一般