【文档说明】2022-2023学年高一物理 人教版2019必修第二册 同步试题专题 竖直面内的圆周运动 Word版无答案 .docx，共(8)页，788.724 KB，由小赞的店铺上传

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专题竖直面内的圆周运动一、轻绳模型1．（2022·全国·高一专题练习）如图，轻绳OA拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，下列说法正确的是（）A．小球过最高点时的最小速度是0B．小球过最高点时，绳子拉力可以为零C．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，轻杆对小球的作用力不

可以与小球所受重力大小相等，方向相反D．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时的最小速度是gR2．（2022·高一课时练习）（多选）如图所示，轻绳一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点钉一颗钉子，使线拉紧与竖直方向成一角度θ，然后由静止释放小球，当小球第一次通过最低点，

悬线碰到钉子瞬间（）A．小球的瞬时速度突然变大B．小球的角速度突然变大C．小球的向心加速度突然变小D．线所受的拉力突然变大3．（2022春·湖北襄阳·高一襄阳四中阶段练习）王老师在课堂上给同学们做如下实验：一细线与桶相连，桶中装有小球，桶与细线一起在竖直平面内

做圆周运动，最高点时小球竟然不从桶口漏出，如图所示，小球的质量m=0.2kg，球到转轴的距离290cm10m/slg==，。求（1）整个装置在最高点时，球不滚出来，求桶的最小速率；（2）如果通过最低点的速度为9m/s，求此处球对桶底的

压力大小。4．（2023秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）小李同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。再次加速甩动手腕，当球某次运动到最

低点A时，绳恰好断掉，如题图所示。已知握绳的手离地面高度为2L，手与球之间的绳长为L，绳能承受的最大拉力为9mg，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求：（1）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B时的最小

速度；（2）绳断时球的速度大小；（3）绳断后，小球落地点与抛出点A的水平距离。5．（2022秋·江西赣州·高一期末）《水流星》是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子兜着里面倒上水的两个碗，迅速地旋转着绳子做各种精彩表演，即使碗底朝上。碗里

的水也不会洒出来。假设水的质量为m。绳子长度为2L，重力加速度为g，不计空气阻力。绳子的长度远远大于碗口直径，杂技演员手拿绳子的中点，让碗在空中旋转。（1）如图甲所示，两碗在竖直平面内做圆周运动，若碗通过最高点时，水对碗的压力大小等于mg，求碗通过最高点时的线速度大小；（2）如图甲所

示，若两只碗在竖直平面内做圆周运动，两的线速度大小始终相等，当正上方碗内的水恰好不流出来时，求正下方碗内的水对碗的压力大小；（3）如图乙所示，若两只碗绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动。已如绳与竖直方向的夹角为θ，

求碗和水转动的角速度大小。6．（2022春·陕西西安·高一陕西师大附中期中）图1是某游乐场中水上过山车的实物图片，图2是其原理示意图。在原理图中半径为R=8m的圆形轨道固定在离水面高h=3.2m的水平平台上，圆轨道与水平平台相切

于A点，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。过山车（实际是一艘带轮子的气垫小船，可视作质点）高速行驶，先后会通过多个圆形轨道，然后从A点离开圆轨道而进入光滑的水平轨道AC，最后从C点水平飞出落入水中，整个过程刺激惊险，受到很多年轻人的喜爱。已知水面宽度为s=12m，假设运动中不计空气阻力，重力加

速度g取10m/s2，结果可保留根号。（1）若过山车恰好能通过圆形轨道的最高点B，则其在B点的速度为多大？（2）为使过山车安全落入水中，则过山车在C点的最大速度为多少？二、轻杆模型7．（2023秋·江苏南通·高一统考期末）如

图所示，一小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，轨道半径为R，小球的直径略小于与管道的直径，重力加速度为g，则小球（）A．可能做匀速圆周运动B．通过最高点时的最小速度为gRC．在最低点受到的合力一定大于在最高点受到的合力D．在运动一周的过程中可能一直受到内侧管壁的弹力8．（2

022春·广西南宁·高一期中）长为0.5m的轻杆绕O点在竖直平面内做圆周运动，另一端连着一个质量为1kg的小球。某时刻经过最高点时，杆的角速度rad/s=，则（）A．小球受到拉力为5NB．杆受到拉力为5NC．小球受到压力为5ND．杆受到压力为5N9．（202

1春·河北唐山·高一开滦第二中学校考阶段练习）如图，一质量为M的光滑大圆环，半径为R，用一细轻杆固定在竖直平面内，套在大圆环上的质量为m的小环（可视为质点），从大圆环的最高处由无初速度滑下，重力加速度为g，当小圆环滑到大圆环的最低点时，速度为v，大圆环对轻

杆拉力的大小为（）A．2vMgmgmR−+B．2vMgmgmR+−C．2vMgmgmR++D．2vMgmgmR−−10．（2022·全国·高一专题练习）（多选）如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆

周运动，小球直径远小于管道半径R，下列说法中正确的是（）A．小球通过最高点的最小速度为gRB．运动到a点时小球一定挤压外侧管壁C．小球在水平线ab以下管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力D．小球在水平线ab以上管

道中运动时，某时刻内、外侧管壁对小球作用力可能均为零11．（2022春·广西玉林·高一期末）（多选）竖直平面内的圆周运动是物理学里的经典模型之一，某同学通过如下实验来探究其相关规律：如图，质量为m的均质小球固定在力传感

器测量的一侧，传感器另一侧固定在轻杆一端，现给小球一初速度让其绕O点做圆周运动，小球球心到O点距离为L。已知当力传感器受到球对其的压力时读数为负，受到拉分时读数为正，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．只有当小球通过圆周最高点的速度

大于gL时才能完成完整的圆周运动B．若小球通过圆周最高点时速度大小为3gL，则力传感器读数为23mg−C．小球在与圆心等高的B点下方运动的过程中，力传感器读数总是为负值D．若小球通过圆周最低点时速度大小为2gL，则力传感器读数为3mg12．（2022春·江苏扬州·高一阶段练习）由两个半圆形

AB和BC组成的细圆管轨道固定在竖直平面内（圆半径比细管内径小得多）。已知AB部分的半径为R，BC部分的半径为2R。将一质量为m的小球（可视为质点），现将小球从A点静止释放，到达B点时，速度为3gR，最后通过C点时，管

对小球的作用力为5.5mg，重力加速度为g，求：（1）刚释放时，小球对管的作用力；（2）小球经过C点时的速度大小；（3）经过B点前后的管对球的作用力之比。13．（2021春·云南昭通·高一阶段练习）建筑工地上有一种小型打夯机，其结构原理如图所示，一个质量为M

的支架（含电动机）上有一根长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的铁块（视为质点），另一端固定在电动机的转轴上。电动机带动铁块在竖直平面内做匀速圆周运动，当转动的角速度达到一定数值时，支架抬起然后砸向地面，从而起到夯实地基的作用。若重力加速度为g，空气阻力不计，则（）A．铁块做圆周运动的速度始终

不变B．铁块转动到最低点时处于失重状态C．若使支架离开地面，则电动机的角速度MgmLD．若使支架离开地面，则电动机的角速度()MmgmL+14．（2022春·重庆南岸·高一重庆第二外国语学校期末）如图所示，一长为3L的轻杆

绕O点在竖直平面内转动，光滑水平转轴穿过杆上的O点。已知杆两端固定有质量分别为2m、m的球A和球B，OA距离为L。球B运动到最高点时，杆对球B有向下的拉力，大小为2mg。忽略空气阻力，重力加速度为g，则当球B在最高点时（）A．球B的速度大小为gLB．球A的速度大小为6gLC．轻杆对A的

作用力大小为4mgD．水平转轴对杆的作用力大小为3mg15．（2022春·浙江·高一阶段练习）如图甲所示，是某一游戏的情景图，可以简化为图乙所示的装置，由水平轨道AB、竖直圆轨道BDC（最低处B略错开，影响不计）、水平轨道BE及圆形飞镖靶组成。已知圆轨道半径0.9mR=，飞镖

靶靶心为O，直径0.25mD=，与水平面的夹角37=，靶最低点F与轨道BE末端E的水平距离=1mL，飞镖的质量0.01kgm=，在运动过程中可看成质点，不计空气阻力，2=10m/sg。（1）要确保飞镖能沿圆轨道BDC通过最高点C，则C处的速度应满足什么条件

？（2）若飞镖第一次经过圆轨道最低的B点时速度大小为9m/s，经过C点时速度为6m/s，求此时飞镖在B点和C点对轨道的压力差；（3）若水平轨道ABE与F所在水平面的高度差0.95mH=，求飞镖要击中靶上F所在的直径上的位置，飞镖在E处的速度范围。（结果可用根式表示

）