【10】题型-水流星型

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复习方案第2步高考研究(二) 圆周运动的临界问题

乙
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第三单元曲线运动
[规律总结]
轻绳拴住小球在竖点的条件是 v≥ gL，当 v＝ gL
小球恰好能沿圆周运动到最高点，此时，绳子对小球恰无作用力。当 v< gL 时，实际上是小球还没有到达最高点时就脱离了轨道 (绳子松弛)，因而小球不能沿圆周通过最高点。小球在竖直放置的光滑圆形轨道内侧做圆周运动，由于轨道内侧和绳子一样只能提供指向圆心的力，故和绳子的临界情况一样。
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第三单元曲线运动
当物体有支撑物作用在竖直面内做圆周运动时，只要物体速度不为零，物体就会继续运动而不离开轨道。所以，到达最高点时速度为零是物体恰能做圆周运动的临界条件。
方法突破
在最高点时，物体受到的弹力有以下几种情况： ①当 v＝0 时，FN＝mg(FN 为支持力)； ②当 0<v< Rg时，FN 随 v 增大而减小，且 mg>FN>0，FN 为支持力； ③当 v＝ Rg时，FN＝0； ④v> Rg时，FN 为拉力，FN 随 v 的增大而增大。
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第三单元曲线运动
水平面内圆周运动的临界问题
在水平面内做圆周运动的物体，当转速变化时，会出现题型绳子张紧、绳子突然断裂、静摩擦力达最大值、弹簧弹简述力大小方向发生变化等，从而出现临界问题。
解决这类问题时先分析题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点也往往是临界状方法态。牢记“绳子刚好伸直”的意思是“伸直但无张力”，突破再者牢记“静摩擦力大小有个范围，方向可以改变”这些特点。最后选择物理规律。当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，要分别对不同的运动过程或现象，选择相对应的物理规律，然后再列方程求解。

专题竖直面内的圆周运动高一物理 (人教版2019)

专题5 竖直面内的圆周运动（解析版）一、目标要求目标要求重、难点向心力的来源分析重难点水平面内的圆周运动重难点火车转弯模型难点二、知识点解析1．汽车过桥模型(单轨，有支撑)汽车在过拱形桥或者凹形桥时，桥身只能给物体提供弹力，而且只能向上(如以下两图所示)．(1)拱形桥(失重)汽车在拱形桥上行驶到最高点时的向心力由重力和桥面对汽车的弹力提供，方向竖直向下，在这种情况下，汽车对桥的压力小于汽车的重力：mg－F＝2mvR,F ≤ mg，汽车的速度越大，汽车对桥的压力就越小，当汽车的速度达到v max＝gR，此时物体恰好离开桥面，做平抛运动．(2)凹形路(超重)汽车在凹形路上行驶通过最低点的向心力也是由重力和桥面对汽车的弹力提供，但是方向向上，在这种情况下，汽车对路面的压力大于汽车的重力：2-=mvF mgR，由公式可以看出汽车的速度越大，汽车对路面的压力也就越大．说明：汽车过桥模型是典型的变速圆周运动．一般情况下，只讨论最高点和最低点的情况，常涉及过最高点时的临界问题．2．绳模型(外管，无支撑，水流星模型)(1)受力条件：轻绳对小球只能产生沿绳收缩方向的拉力，圆形轨道对小球只能产生垂直于轨道向内的弹力，故这两种模型可归结为一种情况，即只能对物体施加指向轨迹圆心的力．(2)临界问题：①临界条件：小球在最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力)如果刚好等于零，小球的重力充当圆周运动所需的向心力，这是小球能通过最高点的最小速度，则：2=v mg m R，解得：0=v gR说明：如果是处在斜面上，则向心力公式应为：20sin v mg m R α=，解得:0sin v gR α=②能过最高点的条件：v ≥0v ．③不能过最高点的条件：v ＜0v ，实际上小球在到0v 达最高点之前就已经脱离了圆轨道，做斜上抛运动．3．杆模型(双管，有支撑)(1)受力条件：轻杆对小球既能产生拉力又能产生支持力，圆形管道对其内部的小球能产生垂直于轨道用长为L 的轻绳拴着质量为m 的小球使小球在竖直平面内作圆周运动质量为m 的小球在半径为R 的光滑竖直外管内侧做圆周运动用长为L 的轻杆拴着质量为m 的小球使小球在竖直平面内作圆周运动质量为m 的小球在半径为R 的光滑竖直双管内做圆周运动向内和向外的弹力．故这两种模型可归结为一种情况，即能对物体施加沿轨道半径向内和向外的力．(2)临界问题：①临界条件：由于硬杆或管壁的支撑作用，小球能到达最高点的临界速度0=v 临，此时轻杆或轨道内侧对小球有向上的支持力：0-=N F mg ．②当0＜v gR N F ．由-mg N F 2=v m R 得：N F 2=-v mg m R．支持力N F 随v 的增大而减小，其取值范围是0＜N F ＜mg ．③当=v gR 时，重力刚好提供向心力，即2=v mg m R，轻杆或轨道对小球无作用力．④当v gR F 或轨道外侧对小球施加向下的弹力N F 弥补不足，由2+=v mg F m R 得：2=-v F m mg R，且v 越大F (或N F )越大．说明：如果是在斜面上：则以上各式中的mg 都要改成sin mg α． 4．离心运动做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者减小的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．(1)离心运动的成因做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向．当2F mr ω=时，物体做匀速圆周运动；当0F =时，物体沿切线方向飞出；当2F mr ω<时，物体逐渐远离圆心．F 为实际提供的向心力．如图所示．(2)离心运动的应用离心运动可以给我们的生活、工作带来方便，如离心干燥器、洗衣机的脱水筒等就是利用离心运动而设计的．离心干燥器：将湿物体放在离心干燥器的金属网笼里，当网笼转得较快时，水滴所受的附着力不足以提供其维持圆周运动所需的向心力，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞离物体，使物体甩去多余的水分．(3)离心运动的防止有时离心运动也会给人们带来危害，如汽车、摩托车、火车转弯时若做离心运动则易造成交通事故；砂轮转动时发生部分砂块做离心运动而造成人身伤害．因此应对它们进行限速，这样所需向心力mvr2较小，不易出现向心力不足的情况，从而避免离心运动的产生．(4)几种常见的离心运动物理情景实物图原理图现象及结论洗衣机脱水筒当水滴跟物体之间的附着力F不能提供足够的向心力(即2ω<F m r))时，水滴做离心运动汽车在水平路面上转弯当最大静摩擦力不足以提供向心力(即2max<vF mr))时，汽车做离心运动三、考查方向题型1：汽车过桥模型典例一：如图所示，质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ，当滑块从A滑到B的过程中，受到的摩擦力的最大值为Fμ，则( )A．Fμ=μmg B．Fμ＜μmgC．Fμ＞μmg D．无法确定Fμ的值【答案】：C【解析】在四分之一圆弧底端，根据牛顿第二定律得：2vN mg mR-=，解得：N=mg+ 2vmR，此时摩擦力最大，有：2＞v F N mg m mg R μμμμ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭．故C 正确确，ABD 错误．题型2：绳模型典例二：如图所示，杂技演员表演水流星节目．一根长为L 的细绳两端系着盛水的杯子，演员握住绳中间，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做圆周运动，杯子运动中水始终不会从杯子洒出，设重力加速度为g ，则杯子运动到最高点的角速度ω至少为( )A gLB 2g LC 5gLD 10gL【答案】：B【解析】：据题知，杯子圆周运动的半径2=Lr ，杯子运动到最高点时，水恰好不流出，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得：22Lmg m ω= 解得：2g L ω=题型3：杆模型典例三：一轻杆一端固定质量为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 gRC ．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【答案】：A【解析】：轻杆可对小球产生向上的支持力，小球经过最高点的速度可以为零，当小球过最高点的速度v gR A正确，B错误；若v gR最高点对小球的弹力竖直向上，mg－F＝m2vR，随v增大，F减小，若v gR高点对小球的弹力竖直向下，mg＋F＝m2vR，随v增大，F增大，故C、D均错误。

向心力实例分析

一、转弯时的向心力实例分析1、汽车、自行车转弯问题汽车在水平路面上转弯，靠的是轮胎与路面间的静摩擦力。

设汽车以速率v 转弯，要转的弯的半径为R ，则需要的侧向静摩擦力Rv m F 2=。

如该汽车与地面间侧向最大静摩擦力为F max ，有R v m F 2max =得，转弯的最大速率mRF v max max =，超过这个速率，汽车就会侧向滑动。

2、火车转弯问题火车在转弯处，外侧的轨道高于内侧轨道，火车的受力分析如图所示，其转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供。

Rv M Mg 2tan =θ解得：v ＝θtan gR 拓展：①当火车行驶速率v 等于v 规定时，即v ＝θtan gR 时，支持力和重力的合力恰好充当所需的向心力，则内、外轨都不受挤压（此时为临界条件）．②当火车行驶速率v 大于v 规定时，即v ＞θtan gR 时，支持力和重力的合力不足以提供所需向心力，则此时需要外轨提供一部分向心力，即此时外轨受挤压．③当火车行驶速率小于v 规定时，即v ＜θtan gR 时，支持力和重力的合力大于所需的向心力，二、竖直平面内的圆周运动实例分析1、汽车过拱桥问题在汽车过拱桥时，汽车的向心力是由汽车的重力和路面的支持力来提供的。

当路面对汽车的支持力为零时，汽车将脱离路面，因此，必须保证支持力N ＞0，即汽车在最高点时速度的最大值是刚好重力提供向心力，即mg＝m rυ2，即该圆周运动的最大速度为v ＝gr，当速度为该值时，汽车将由沿桥面切线方向上的速度（水平速度）和只受重力作用，而做平抛运动。

因此，汽车过拱桥时，速度应小于gr 。

2、汽车过凹型桥3、小球在绳和杆的作用下通过最高点问题（1）在最低点，不论是线拉物体还是杆连物体，线或杆的弹力指向圆心（竖直向上），物体的重力竖直向下，二者的合力提供向心力，则有mg ＋T ＝mr ω2＝m rυ2；（2）在最高点时，线拉物体的临界状态是T ＝0，重力提供向心力mg ＝m rυ2，即v ＝gr 。

[教科版]高中物理必修2课后习题(完美解析)

题目：讨论交流[教材第3页]图1-1-8中的人造卫星和羽毛球各是靠什么力来改变运动方向而做曲线运动的题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：答案：(１)地球对人造卫星的引力作用，使人造卫星绕地球做曲线运动．(２)羽毛球受重力作用，改变了运动方向做曲线运动．点拨：认识曲线运动，要从运动性质，描述运动的物理量，受力等方面综合分析.题目：讨论交流[教材第7页]【例题】某条河宽度为700 m，河水均匀流动，流速为2 m/s.若小船在静水中的运动速度为4 m/s，则小船的船头向哪个方向行驶才能恰好到达河的正对岸渡河时间为多少【解】如图1-2-4所示，小船实际的运动是垂直于河流方向的运动，它可以看做是小船斜向上游方向和沿水流方向两个分运动的合运动.由图可见sin α＝21v v ＝24＝ α＝30°即小船应朝偏向上游30°的方向行驶.由图还可以得到合速度的大小为v 2212v v 2242≈3.5m/s 渡河时间为t ＝x v ＝70035.s ＝200s 在上述例题中，若行驶的过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸(如图1-2-1所示)，则渡河的时间是多少小船到达对岸时向下游偏移的位移是多少题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：若行驶过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸，则渡河时间．17004d t v '== s=175 s ．小船到达对岸时向下游偏移了：22175x v t ''==⨯ m=350 m ．答案：点拨：小船的运动，渡河时间的长短取决于垂直于河岸的分速度．题目：讨论交流[教材第8页]平抛运动是一种曲线运动，其速度的大小和方向都时刻发生改变.对这种比较陌生、复杂的运动，能否利用运动的分解，将它转化为我们所熟悉的、简单的运动呢1.假如物体在空中被水平抛出后不受重力的作用，将会怎样运动2.假如物体没有水平速度，松手后，物体将会怎样运动3.以水平速度抛出一个物体，物体将如何运动题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．物体将做匀速直线运动．２．物体将做自由落体运动．３．物体将做平抛运动．答案：点拨：题目：实验探究[教材第9页]1.如图1-3-3所示，用小锤轻击弹性金属片，A球向水平方向飞出，做平抛运动，同时B球被松开，做自由落体运动.观察两球运动的路线，比较它们落地时间的先后.用较大的力打击金属片，改变击球点离地的高度，多次重复上述实验，结果有何变化实验现象说明了什么2.我们还可以用频闪照相的方法研究上述A、B两个小球的运动.图1-3-4是它们运动过程的频闪照片.照片为我们提供了哪些信息根据这些信息，你认为做平抛运动的小球在水平方向上做什么运动在竖直方向上做什么运动题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．通过实验得出，Ａ、Ｂ两球同时落地，用较大的力打击金属片，改变击球点离地的高度，两球仍然是同时落地，但Ａ球水平方向的位移变大．２．从平抛运动和自由落体运动的频闪照片，我们得到了在相等时间间隔内小球的水平位移和竖直位移，从照片上可以看出，做平抛运动的小球在相同的时间内的水平位移相同，故水平方向上是匀速直线运动；做平抛运动的小球在竖直方向与自由落体运动的小球完全相同，故竖直方向上做自由落体运动．因此平抛运动是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第11页]实验装置如图1-3-8所示，把坐标纸固定在竖直板面上，使坐标纸纵格线处于竖直方向.在坐标纸上作xOy坐标系，使O点处于斜槽的末端，x轴与坐标纸横格线平行，y轴与坐标纸纵格线平行.在斜槽上选定小钢球运动的起点，使小球由静止开始滚下，并由O点水平射出，做平抛运动.记录小钢球做平抛运动的几个点迹，并用平滑的曲线将它们连接起来，就得到了小钢球做平抛运动的轨迹.在轨迹上选取几个不同的点，测出它们的横坐标x 和纵坐标y ，根据公式y ＝12gt 和x ＝v t ，求出小钢球做平抛运动的初速度v .算出求得的几个v 的平均值，即为平抛运动的初速度.1.如何保证小球抛出后的运动是平抛运动2.为什么小球每次要从同一位置滚下3.如何根据平抛物体运动轨迹上某一点的坐标x 、y ，求出物体在该点的瞬时速度题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１、使斜槽末端保持水平．２、小球从同一位置滚下是为了保证小球做平抛运动的初速度相同．３、ｘ、ｙ的值即为小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，由0x v t =，212y gt =，220()v v gt =+，即可求得物体在该点的瞬时速度．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第14页]1.还有哪些物体的运动可以看做斜抛运动2.斜抛运动是匀变速运动，还是非匀变速运动题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．斜抛运动比平抛运动更为常见，如投掷出去的标枪、铁饼、斜向上喷出的喷泉等．２．斜抛运动是只在重力作用下的运动，其加速度为重力加速度ｇ，故是一种匀变速运动．答案：点拨：题目：观察思考[教材第14页]仔细观察如图1-4-3所示的斜抛运动的频闪照片，并回答：1.斜抛运动和平抛运动有什么联系2.如果将斜抛运动沿水平方向和竖直方向分解，抛射体在水平方向上做什么运动在竖直方向上做什么运动题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．从斜抛运动的频闪照片可以看出斜抛运动的运动轨迹是左右对称的，可以将斜抛运动看做从最高点开始的平抛运动．２．斜抛运动水平方向不受外力，做匀速直线运动，竖直方向只受重力，做竖直上抛运动．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第15页]图1-4-9给出了发射角与初速度一定，环境条件不同时的抛体运动轨迹，你认为哪些环境因素会影响抛体的运动轨迹除环境条件外还有哪些因素也会影响抛体的运动轨迹题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：在发射角与初速度相同的条件下，风力、温度、气压等都会影响抛体的运动轨迹．另外抛体本身的形状、密度、大小等也会影响抛体的运动轨迹．答案：点拨：题目：观察思考[教材第20页]1.从运动学的角度看，上面的这些实例有什么共同的特点2.你观察过自行车吗自行车行进时(图2-1-2)，有哪些部件绕轴做圆周运动圆心在哪儿题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．从运动学角度看，各个实例中的研究对象的轨迹都是圆，速度的方向在不断地发生变化．２．自行车车轮上每一部分都绕轮轴转动，做圆周运动，圆心是轮轴．脚踏板也做圆周运动，圆心是两踏板的中心．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第21页]1.仿照匀速直线运动的定义，你认为应该怎么样来定义匀速圆周运动2.有人认为：描述匀速圆周运动的快慢，可以观测圆周上一个点在单位时间内通过的弧长，你认为行不行3.你认为还可以怎样描述匀速圆周运动的快慢题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．在相等的时间内，通过的圆弧长度都相等的圆运动叫匀速圆周运动．２．可以，但必须明确表示弧长和时间的单位．３．周期可以描述匀速圆周运动的快慢．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第22页]闹钟与手表为什么会有上述快慢之争(图2-1-5)提出你的看法，和同学进行讨论.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：闹钟比较的是针尖线速度的大小，线速度大小与指针的长度有关，手表指的是周期，它们所说的角度不同．答案：点拨：题目：发展空间[教材第24页]实验室快速转动自行车轮，你可以看清轮轴附近的一段辐条，但你能看清轮圈附近的辐条吗试试看，并解释这个现象.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：不能看清轮圈附近的辐条，这是因为轮圈附近的辐条在转动时的线速度大．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第25页]观察图2-2-2中的图片，思考：1.月球、“旋转秋千”做匀速圆周运动时，它们会受到沿圆周切线方向的力的作用吗2.月球、“旋转秋千”做匀速圆周运动时，它们所受的合力是否改变速度的大小其方向与线速度方向有什么关系题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．沿切线方向不会受力的作用．２．合外力只是改变了速度的方向．合外力的方向与线速度的方向垂直．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第27页]做匀速圆周运动所需向心力的大小，在质量和角速度一定时，与半径成正比；在质量和半径一定时，与角速度的平方成正比；在半径和角速度一定时，与质量成正比.用公式可以表示为F ＝m ωr由于v ＝r ω，可得2v F m r 为什么在向心力大小的两种表达式中，一个式子中向心力的大小与半径成正比，而另一式子中向心力的大小却与半径成反比它们相互矛盾吗题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：公式2F mr ω=中，向心力的大小与半径成正比是在保证质量和角速度不变的情况下成立公式2vF mr中，向心力的大小与半径成反比是在保证质量和线速度不变的情况下成立它们并不矛盾．如图２-２-５中Ａ线表示线速度一定时ａ与ｒ成反比Ｂ线表示角速度一定时ａ与ｒ成正比．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第32页]假定你是一个铁路设计的工程师，你打算用什么方法为火车转弯提供向心力与你的同学交流并评价各自的方法.火车在水平面内以恒定的速率转弯时，可以把它视为做匀速圆周运动，其向心加速度指向圆心.如何为它提供向心力呢题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１、采用外轨比内轨高的方法２、火车转弯的向心力由重力和支持力的合力提供．答案：点拨：题目：实验室[教材第35页]大家都看过杂技演员表演的“水流星”(如图2-3-17所示).一根细绳系着盛水的杯子，随着演员的抡动，杯子就在竖直面内做圆周运动，甚至杯子在运动到最高点时，水也不会从杯里洒出来.这是为什么你自己动手做一个“水流星”，感受一下.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：“水流星”问题分析．盛水的杯子如果是静止的，把它倾倒过来，水就会在重力作用下洒落在地上，但是，当水和杯子一起在竖直面内做圆周运动时，由于惯性，水和杯子的速度方向总是沿着圆周切线的方向，所以，杯口朝下时，随着杯子一起运动的水，在重力作用下，只是改变速度的方向做圆周运动，而不会从杯口竖直流下来．让我们进一步讨论这个问题：当杯子以速度ｖ转过圆周运动的最高点时，对质量为ｍ的水而言，由牛顿第二定律可得2N v F mg m R +=，所以2N v F m mg R=-，显然只要v gR ≥，则0N F ≥，也就是说v gR 〉时，水要受到杯子底的挤压力，由牛顿第三定律得：水对杯子要有一个向外的压力，ｖ越大，水对杯子底的压力越大水越不容易洒落．而v gR =正是水和杯子顺利通过圆周运动最高点的临界值，因此演员只要保持杯子在最高点的速度不小于gR 她的表演总会成功．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第42页]地球上的人们总感觉天体在环绕地球运动.然而，运动是相对的，就像我们在车上看到路旁的电线杆在后退一样，是否有可能地球也在运动呢如果天体和地球都在运动，它们的运动可能有什么特点呢题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：地球在不停地运动，既有自转，又有公转．昼夜交替是地球自转的结果春夏秋冬是地球绕太阳公转的结果．宇宙中的天体都在不停地运动，它们的运动相对中心天体而言都是椭圆．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第45页]1.为什么苹果从树上落向地面而不飞上天空2.在我们周围，物体都受到重力作用，那么月球受到重力作用吗3.为什么月球不会落到地球的表面，而是环绕地球运动题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．苹果受地球的吸引力，从树上脱落后会落向地面．２．月球受地球的吸引力，故月球绕着地球转．３．地球对月球的吸引力充当了向心力，故月球围绕地球转．答案：点拨：题目：观察思考[教材第58页]观察下面三张图片，回答图中提出的问题.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：ａ中人对杠铃向上的举力对杠铃做功，重力对杠铃做功，人消耗的化学能转化为杠铃的重力势能．ｂ中重力和摩擦力对人做功，重力势能转化为动能和内能．ｃ中弹力对箭做功，弹性势能转化为动能．答案：点拨：题目：活动[教材第60页]如图4-1-5所示，质量为70 kg的滑雪运动员沿倾角为30°的斜坡滑下，已知斜坡表面与滑雪运动员的滑雪板之间的动摩擦因数为.试求运动员在下滑5 m的过程中，作用在运动员身上的重力、支持力和摩擦力所做的功，以及合力所做的功，填入下表.其中哪个力做的功为正哪个力做的功为负哪个力不做功并由此谈谈力做正功、负功和不做功的条件，以及功的正负的物理意义.合力的功与各分力的功之间有怎样的数量关系题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：重力做的功01sin 30709.852G W mgx ==⨯⨯⨯Ｊ= 1715 J ．支持力做的功0N W =，即不做功，摩擦力做的功03cos300.05709.852f W mg x μ=-=-⨯⨯⨯ J 148.52≈- J ．合力的大小为：00sin30cos30313.30F mgx mg μ=-≈合Ｊ．合力的功：W 1566.50F x ==合合Ｊ．正、负功的代数和为1566.48G f W W += Ｊ．结论：在误差允许的范围内，合力的功与各分力功的代数和是相等的．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第61页]上楼时，无论你是慢步走上，还是快步跑上，只要你上升的高度相同，你克服重力所做的功就相等，但为什么快步上楼时人会气喘吁吁，而慢步上楼却不会老年人上楼为什么比年轻人上楼要慢些题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：快步走时用的时间短，即单位时间内做的功多，消耗的功率大，所以人气喘吁吁，老年人体力差，做功的本领差，也就是其功率小，所以比年轻人上楼要慢些．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第63页]1.人沿盘山公路往上骑车的速度通常要比在水平路面上慢些，试用公式P＝Fν解释这一现象.若力F的方向与速度ν的方向夹角为α，则功率、力和速度的关系式为P＝Fνcos α.2.汽车上坡时，司机常会加大油门和降低速度，这样做的目的是什么3.小轿车行驶时受到的阻力要比一般的大卡车小得多，但有的小轿车的功率反而比大卡车大，为什么题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１、根据公式Ｐ＝Ｆｖ当Ｐ一定时Ｆ与ｖ成反比关系，在盘山公路上骑车比水平路面需要的牵引力Ｆ大，所以ｖ小．２、由Ｐ＝Ｆｖ得P F v=，加大油门功率Ｐ增大，降低速度ｖ减小，所以Ｆ增大，则能获得较大的牵引力．３、根据P Fv F v ==阻小轿车受到的阻力比大卡车小，但小轿车的速度比大卡车的速度大，而使得有的小轿车的功率比大卡车的功率大．答案：点拨：题目：发展空间[教材第64页]估测“引体向上”的平均功率如图4-2-6所示，做一次“引体向上”，使你的整个身体升高约一个手臂的高度，估测这个过程中你克服重力所做的功及其平均功率.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：估测“引体向上”的平均功率令人的质量为50 Kg 在20 s 内完成了12次“引体向上” 运动，每次重心升高的高度为ｍ，则,20 s 内克服重力做的功W 1250100.6n mgh ==⨯⨯⨯ Ｊ＝3600 Ｊ，故克服重力做功的平均功率为360018020W P W t === Ｗ．答案：点拨：题目：1.讨论交流[教材第64页、65页]设想你要从某座高楼的第17层下到第8层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下(图4-3-4).两种方式下楼，重力对你做的功是否相等这个问题可以归结为一个新的问题：重力做功跟物体运动的路径是否有关如图4-3-5，物体从位置A沿两条路径移到位置B：沿直线路径AB；沿折线路径ACB.比较物体沿两条路径移动时，重力对物体做功的大小.通过比较，你能得出什么结论需要指出的是，你的结论只是在较为特殊的情况下得出的.在一般情况下，若物体从位置A 沿曲线路径APB移至位置B，结论又是如何呢建议你将曲线分割成一个个小段进行分析，每一小段曲线都可看成直线段.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：两种下楼方式，重力做的功相等，都等于重力与两楼层间高度差的乘积．由此问题可看出：重力做功与物体运动的路径无关．答案：点拨：题目：2.讨论交流[教材第66页]重力对物体做功，物体的重力势能会发生变化吗怎样变化题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：重力对物体做功，物体的重力势能会发生变化．当重力做正功时，重力势能减少；当重力做负功，重力势能增加．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第69～70页]1.利用动能定理W ＝2k E －1k E ，说明合外力所做的功的正负与物体动能变化的关系.2.动能定理为我们计算力所做的功提供了新的方法.用W ＝2k E －1k E 计算功和用W ＝Fxcos α计算功有什么不同题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１、合外力做正功，动能变化为正值，即21k k E E -〉０，动能增大，合外力做负功，动能变化为负值，即210k k E E -〈，动能减小．２、用21k k W E E =-可以求恒力的功，也可以求变力的功，但要注意式中Ｗ为合外力的功，用cos W Fx =∂只能求恒力的功．答案：点拨：题目：发展空间[教材第71页]估测手上抛石块所做的功将一个物体向上抛出(图4-4-9)，如果忽略空气阻力，物体向上运动到最高点的时间与从最高点落回到抛出点经历的时间相等.用一架天平和一只停表，通过实验估测用手急速竖直向上抛小石块时，手对石块所做的功.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１、用天平称出石块的质量ｍ．２、用停表测出石块往返的时间ｔ，则单方向运动的时间Ｔ＝2t ． 3、用v ＝gt 测出石块离开手时的速度，进而求得动能k E ，且()2222111228k E mv m gt mgt ===．４、手对石块做的功218k W E mgt ==．答案：点拨：题目：活动[教材第73页]如图4-5-4所示，将小球从距斜轨底面h 高处释放，使其沿竖直的圆形轨道(半径为R)的内侧运动.1.若h ＜R ，小球能否通过圆形轨道最高点，为什么2.若h ＝2R ，小球能否通过圆形轨道最高点，为什么3.若h ＞2R ，小球能否一定通过圆形轨道最高点，为什么题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１．若ｈ＜Ｒ，则由机械能守恒知小球能上升到与ｈ等高的位置，不能通过最高点．２．若ｈ＝２Ｒ，小球也不能通过最高点，因小球如果做完整的圆周运动，在最高点时的速度不能为零．３．若小球恰好经过最高点，则忽略阻力的情况下，由机械能守恒定律得2122mgh mv mgR =+，v ≥52Ｒ．只有ｈ≥52Ｒ时，小球才能通过圆形轨道的最高点．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第76页]运动员投掷标枪使其做斜抛运动的全过程可分为三个阶段：(1)投掷出手；(2)上升到最高处；(3)下落到地面.分析三个阶段过程中哪些力做功及能量如何转化.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：１、投掷过程人对标枪的力做功，人体化学能转化为标枪的机械能．２、上升过程重力做负功，动能转化为重力势能．３、下落过程重力做正功、重力势能转化为动能，落到地面，机械能转化为内能．答案：点拨：题目：讨论交流[教材第79页]我国人均能源占有量只有世界平均数的1/4，解决我国能源问题的基本方针是能源开发与节约并重.谈谈你可以通过哪些简单的方法改变自己的生活方式，以减少能源的使用量.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：能源问题早已被人们高度关注，对我们青年学生而言，节约能源是我们义不容辞的责任，要养成随手关灯、节约用水等的好习惯．答案：点拨：题目：练习与评价第1题1.学习驾驶汽车时需要进行多次转弯的训练，图1-1-9为一汽车训练时的运动轨迹，汽车先后经过A、B、C三点.试在图上标出汽车在这三个位置的速度方向.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：质点做曲线运动时，在某一位置的速度方向就是曲线在这一点的切线方向．答案：点拨：题目：练习与评价第2题2.一质点做曲线运动，它的速度方向和加速度方向的关系是( ).A.质点速度方向时刻在改变B.质点加速度方向时刻在改变C.质点速度方向一定与加速度方向相同D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：由质点做曲线运动的条件可知，做曲线运动的物体速度方向与加速度的方向一定不同选项Ｃ错误．曲线运动中，质点的速度方向时刻在改变，并且沿曲线的切线方向，选项Ａ、Ｄ正确．加速度的方向可以恒定，只要与速度的方向不在一条直线上即可做曲线运动选项Ｂ错误．答案：ＡＤ点拨：题目：练习与评价第3题3.将湿透的雨伞快速旋转，看看水滴的运动方向，并在图1-1-10中画出水滴A被抛出后的俯视轨迹.题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：水滴Ａ被抛出后的俯视轨迹，如图２所示，雨伞快速旋转时，水滴Ａ将沿切线方向飞出．答案：点拨：题目：练习与评价第1题1.雨滴在下落一定时间后的运动是匀速的.设没有风时，雨滴着地的速度为6 m/s.现在有风，风可给雨滴3 m/s 的水平向西的速度.试求此时雨滴着地的速度. 题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：雨滴的实际运动是水平方向运动和竖直方向运动的合运动．由平行四边形定则得合速度，如图１－２－６所示．22221263v v v =+=+ m/s=45 m/s 6.7≈ m/s ．211tan 2v v φ==，所以1arctan 2φ=．答案：点拨：题目：练习与评价第2题2.在长江三峡库区中，在江的同一侧有甲和乙两地，甲在上游，乙在下游，两地相距为x.三峡大坝建造前，甲、乙两地之间江水的流速为v .有一只快艇在静水中的行驶速度为v，已知v＞v，则这只快艇在甲、乙两地之间往返一次需要多少时间现由于建造了三峡大坝，甲、乙两地之间江水假定不再流动.则此时同一只快艇在甲、乙两地往返一次需要的时间有什么变化题型：问答题分值：无难度：考点：解题思路：解析：原来往返一次需要的时间21222211221212222v x x xxt v v v v v v v v v =+==+--- 现在往返一次需要的时间：222xt v =，故现在往返一次用时比原来多了．答案：点拨：题目：练习与评价第3题3.铅球运动员以20 m/s 的速度、40°的倾角，将铅球斜向上掷出，请作出速度沿水平方向和竖直方向分解的图示，并求出这两个分速度的大小.(sin 40°≈ 8；cos 40°≈ 0)题型：问答题分值：无。

高考物理总复习第四章第4讲圆周运动中的临界问题精练(含解析)

第4讲圆周运动中的临界问题A组基础巩固1.如图所示,杂技演员在表演“水流星”,用长为1.6 m轻绳的一端,系一个总质量为0.5 kg的盛水容器,以绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动,若“水流星”通过最高点时的速度为4 m/s,g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )A.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出B.“水流星”通过最高点时,绳的张力及容器底部受到的压力均为零C.“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用D.“水流星”通过最高点时,绳子的拉力大小为5 N答案 B 当水对桶底压力为零时有mg=m,解得v==4 m/s,即“水流星”通过最高点的速度为4 m/s,知水对桶底压力为零,不会从容器中流出,故A错误;对水和桶分析,有T+Mg=M,解得T=0,知此时绳子的拉力为零,故D错误,B正确;“水流星”通过最高点时,仅受重力,处于完全失重状态,故C错误。

2.一轻杆一端固定质量为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答案 A 因轻杆可对小球产生向上的支持力,则知小球经过最高点的速度可以为零;当小球过最高点的速度v满足mg=时,杆所受到的弹力等于零,此时v=,A正确,B错误;若v<,则在最高点杆对小球的作用力F1的方向竖直向上,mg-F1=m,随v增大,F1减小,若v>,则在最高点杆对小球的作用力F2的方向竖直向下,mg+F2=m,随v增大,F2增大,选项C、D错误。

3.(多选)如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点),A和B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B与圆盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块随着圆盘转动始终与圆盘保持相对静止。

物理(安徽卷03)能力提升版

一、单选题1. 杂技演员表演“水流星”，在长为1.6m 的细绳的一端，系一个总质量为m ＝0.5kg 的盛水容器，以绳的一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，若“水流星”通过最高点的速度为v ＝4m/s ，则下列说法正确的是（g 取10m/s 2）（）A ．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B ．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底受到的压力均为零C ．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D ．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N2. 从平原到高原过程中，地球对汽车的引力F 随高度h 的变化关系图像可能是（）A．B．C．D．3. 如图所示，两块平行正对的金属板、水平放置，分别带有等量的异种电荷，使两板间形成匀强电场（不考虑边缘效应）.一带电粒子以初速度从下极板的边缘点与金属板成角斜向上射入两板间，带电粒子经过连线的中点然后从下极板在边缘点飞出电场，带电粒子所受的重力忽略不计.若该粒子仍从下极板边缘点斜射入两板间，改变以下条件能使带电粒子恰好从上极板边缘点沿与极板平行飞出的是（）A ．仅适当增加角B．仅增大粒子初速度C．将粒子初速度和角适当增大D．将粒子初速度适当增加，角适当减小4. 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成，将其放在光滑的水平面上。

质量为m 的子弹以速度v 0水平射向滑块，若射击下层，则子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较，下列说法正确的是（）A ．子弹的末速度大小不相等B ．系统产生的热量不一样多C ．子弹对滑块做的功相同D ．子弹和滑块间的水平作用力一样大5. 某同学在探究单摆运动中，图a 是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图b 是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F ﹣t 图像，根据图b 的信息，（），下列说法正确的是（）物理（安徽卷03）能力提升版A．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力B．从t＝0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.1sC．用米尺量得细线长度L，即摆长为LD．由图可计算出单摆的摆长为0.64m6. 如下图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R t为热敏电阻（温度升高电阻减小），R为定值电阻。

水流星中的水真的会流出吗

2013-04教学实践自己的教学要求制作多媒体教学课件;二是教师通过上网查询,找到关于数控教学的多媒体教学课件,然后进行下载。

经过数控专业教师的不懈努力,现在已经制作与下载了不少的多媒体教学课件,推动了一体化教学的顺利进行。

第二,要求数控专业的教师编写一些校本教材。

由于一体化的教学模式跟传统意义上的教学模式是不一样的,因此,缺少相对应的校本教材以供使用。

最近几年,我校结合自身的实际情况,编写了数控专业方面的一些教材,使用的效果是比较理想的,也得到其他学校的好评。

通过编写校本教材,一方面满足了我校实践教学要求,另一方面大大提高了数控专业教师的教学水平。

三、一体化教学在数控专业应用中需要注意的问题1.一体化教学应当避免“预期的落差”一体化教学模式的应用,使得学校的投入明显加大,增加了教学的成本,然而,教学效果未必有很大程度的提高,投入和产出可能是不成比例的,理想和现实会存在一定的差距。

这时,有的教师可能会有一些迷惑,甚至存在一些消极心理。

因此,需要教师加以克服,不能够使教学改革半途而废。

2.一体化教学不可以“只换汤不换药”应用一体化教学,可以对教学的课时和内容进行一些调整,或者可以改变教学的方法,使教学内容模块化。

但是,如果教师不能够完全转变教学思想,就会一直停留在传统的教学模式上,这就好比是“只换汤不换药”,不是真正地革新教学模式。

3.避免在一体化教学时只注重练习,不注重学习理论知识由于在实际中进行操作是非常有趣的,学生受到一体化教学的影响,对实践操作产生了一定的兴趣,因此,学生就不喜欢学习比较乏味的理论知识。

这样,就很容易从“只学不练”的极端走向“只练不学”的极端。

教师需要进行一定的指导,使实践上升为理论,否则,学生会变得比较懒散,并且容易走向“师带徒式”的这种弊端,最终不能够激发学生的潜力。

一体化教学在数控专业教学中的应用,为教师积累了丰富的经验。

然而,依旧面临着不少的问题,比如,教师没有充分认识到教学改革的重要性;教学课程的改革不够合理和完善;学生比较多,设备的数量不能够满足数控专业的教学需要等。

江苏省徐州市第二十七中学高一物理模拟试卷含解析

江苏省徐州市第二十七中学高一物理模拟试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. 物体做匀速圆周运动时，下列物理量不变的是A．角速度 B．线速度 C．向心加速度 D．向心力参考答案：A2. （多选）如图所示为杂技演员表演的“水流星”模型，在长为1.6m的细绳的一端，系一个总质量为的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，若“水流星”通过最高点时的速度为，设地球表面的重力加速度为，则下列说法正确的是（）A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底受到的压力均为零C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受重力的作用D．“水流星”通过最低点时，绳的张力及容器底受到的压力最大参考答案：BD3. (单选)短跑运动员在100 m比赛中，以8 m/s的速度迅速从起点冲出，到50 m处的速度是9 m/s，10s末到达终点的速度是10.2 m/s，则运动员在全程中的平均速度是( )A．9 m/s B．10.2 m/s C．10 m/s D．9.1 m/s参考答案：C4. （单选）某物体运动的速度—时间图象如图所示，则该物体A.做往复运动。

B.做匀速直线运动。

C.朝某一方向做直线运动。

D.做匀变速运动参考答案：C5. （多选）如图所示，一质量为M的楔形木块放在粗糙水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块。

已知两斜面都是光滑的。

现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，下列正确的是[ ]A．楔形木块对水平桌面的压力等于Mg+2mgB．楔形木块对水平桌面的压力等于Mg+mgC．地面对楔形木块有摩擦力的作用D．地面对楔形木块无摩擦力的作用参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图甲所示为一拉力传感器，某实验小组在用拉力传感器探究作用力与反作用力关系的实验中，获得了如图乙所示的图线。

杂技演员表演“水流星在长为L=1...

杂技演员表演“⽔流星”在长为L=1.6m的细绳⼀端，系⼀个总质量为m=0.5kg的盛⽔容器，以绳另⼀端为圆⼼，在竖直平⾯内作圆周运动，如图所⽰．若“⽔流星”通过最⾼点的速度为v=4m/s，则下列哪些说法正确（不计空⽓阻⼒，取g=10m/s2）（）
A．“⽔流星”通过最⾼点时，有⽔从容器中流出
B．“⽔流星”通过最⾼点时，绳的张⼒和容器底受到的压⼒均为零
C．“⽔流星”通过最⾼点时，处于完全失重状态，不受⼒的作⽤
D．绳的张⼒变化范围为0≤T≤30N
A、B、当绳的张⼒恰好为零时，对⽔和容器整体，根据⽜顿第⼆定律：
mg=mv2L
解得：v=gL=10×1.6=4m/s．
可知，“⽔流星”通过最⾼点的速度最⼩速度为4m/s，绳的张⼒为零，此时整体的加速度为 a=g，所以⽔对桶底压⼒为零，⽔不会从容器中流出．
故A错误，B正确．
C、“⽔流星”通过最⾼点时，仅受重⼒，处于完全失重状态．故C错误．
D、设容器运动到最低点时的速度⼤⼩为v′，根据机械能守恒定律得：
mg?2L+12mv2=12mv′2
解得：v′=5gL
在最低点，根据⽜顿第⼆定律得：T-mg=mv′2L
则得：T=6mg=6×0.5×10N=30N，即绳⼦的张⼒最⼤值为30N，所以绳的张⼒变化范围为0≤T≤30N．故D正确
故选：BD。

水流星模型整理PPT课件

G FB V qE
2020/3/24
B G
球在最”高”点A,由牛顿第二定律
F
(qE)2有:(mg )2
m
v
2
A
r
故:F=
AB过程中有：mg
•
h
qE
•
d
1 2
mvA2
1 2
mvB2
得在最”低”点B速度：vB
在B点有：F (qE)2 (mg )2 m vB2 r
得在最”低”B点绳的拉 F
力：
15
L qE 1
解析:1→2过程做匀加速运动
v2 2as 得：v 2as
F
mg
在2位址绳拉直过程中，小球速度由v变为vx
得：vx v cos
2
小球在2→3过程中做圆周运动
3o V
由动能定理有:
mgh
qEd
1 2
mvt 2
1 2
mvx2
故小球在最低点的速度为:vt=
球在最202低0/3/点24 由牛顿第二定律有:
在A点有：
mg
FA
m
vA2 r
当FA=0 时,有过最高点的最小速度.
即：mg m vA2 r
最小速度 vA
gL
AB过程中有：
mg • 2R
1 2
mvB2
1 2
mvA2
得在最低点B速度： vB 5gL 在B点有： F mg m vB2
r 得在最低点绳的拉力： F 6mg 11
“水流星”模型
θ L
F
解:小球下摆过程中,由动能定理有:
(mg qE)L(1 cos ) 1 mv2
2
故小球在最低点的速度为:

水流星最高点原理

物理题】像水流星一类的题目，水在最高点重力提供了向心力，但向心力不也是指向圆心，那水为什么掉不下
理解：水在最高出，重力提供了向心力（也可能是重力和向下的弹力提供向心力）所以你
可以这么理解，重力现在献身提供了向心力，那么，原来重力的效果就没了，所以物体自然
不会下落了。

这个是高中的理解方式，还有楼上那个说法也是对的，和我意思差不多。

还
有，如果你学的深点的话，或是有点大学的基础，就可以这么理解。

（如果物理基础本来就
不好，就别多想了，看看就行）我们平时都是拿地面为参考系的，现在拿那个杯子为参考
系，那么，整个过程中水相对于杯子一直是静止的，这个你应该可以理解。

那么在最高处，
水要想不掉下来，就必须假象一个惯性力（惯性力在高中老师都是会避免讨论的，容易带人
引入误区），我们假设在最高处水的速度为根号下gr，那就正好是重力提供向心力，于是，
我们就可以假设一个竖直向上的惯性力，大小正好等于重力，这样，水在这两个力的作用下
平衡了，自然就不会掉下来了。

由于这种想法是以杯子为参考系的，所以难想点，理解第一
种就行了。

部编版高中物理必修二第六章圆周运动必须掌握的典型题

(名师选题)部编版高中物理必修二第六章圆周运动必须掌握的典型题单选题1、杂技演员表演“水流星”，在长为0.8m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4m/s，则下列说法正确的是（g=10m/s2）（）A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N答案：DABD．当水对桶底压力为零时有mg=m v2 r解得v=√gr=2√2m/s“水流星”通过最高点的速度为2√2m/s时，知水对桶底压力为零，不会从容器中流出；对水和桶分析，有T+mg=m v2 r解得T=5N知此时绳子的拉力不为零，AB错误，D正确；C．“水流星”通过最高点时，受重力和绳子的拉力，C错误。

故选D。

2、如图所示，一光滑小球在力F的作用下，以某一恒定的速率，从半径为R的固定的半圆形轨道的a点沿轨道运动到b点，作用力F的方向总是竖直向上。

空气阻力不计，下面关于小球在该过程中的有关说法正确的是（）A．加速度恒定不变B．所受合外力恒定不变C．轨道的弹力不断增大D．F与重力的合力恒定不变答案：DAB．由题意可知小球从a点沿轨道运动到b点做匀速圆周运动，小球的加速度为向心加速度，大小表示为a=v2 r可知加速度的大小保持不变，加速度的方向指向圆心，由此可知所受合外力F 合=ma=mv2r所受合外力大小保持不变，合外力的方向指向圆心，AB错误；CD．小球运动过程中速率保持不变，则小球沿切线方向的合力为零，如图所示可得mgcosθ=Fcosθ解得mg=FF与重力等大反向，合力恒为零，则轨道的弹力提供圆周运动的向心力N=m v2 r可知轨道的弹力大小保持不变，C错误，D正确。

故选D。

高考物理双基突破专题20三种面内的圆周运动及临界问题精讲

—————————— 教育资源共享步入知识海洋 ————————专题二十三种面内的圆周运动及临界问题（精讲）一、水平面内的圆周运动 1．水平面内的圆周运动（1）题型简述：此类问题相对简单，物体所受合外力充当向心力，合外力大小不变，方向总是指向圆心。

（2）方法突破：①选择做匀速圆周运动的物体作为研究对象。

②分析物体受力情况，其合外力提供向心力。

③由F n ＝m v 2r=mr ω2=m 224T r 列方程求解。

【题1】如图所示，内壁光滑的弯曲钢管固定在天花板上，一根结实的细绳穿过钢管，两端分别拴着一个小球A 和B 。

小球A 和B 的质量之比m A m B ＝12。

当小球A 在水平面内做匀速圆周运动时，小球A 到管口的绳长为l ，此时小球B 恰好处于平衡状态。

管子的内径粗细不计，重力加速度为g 。

试求：（1）拴着小球A 的细绳与竖直方向的夹角θ；（2）小球A 转动的周期。

【答案】（1）60°（2）π2lg（2）对于小球A ，细绳拉力的水平分量提供圆周运动的向心力，有F sin θ＝m A v2rr ＝l sin θ解得小球A 的线速度为v ＝32gl 又T ＝2πr v ，则小球A 转动的周期T ＝π2lg。

2．水平面内圆周运动的临界问题（1）题型简述：在水平面内做圆周运动的物体，当转速变化时，会出现绳子张紧、绳子突然断裂、静摩擦力达最大值、弹簧弹力大小或方向发生变化等，从而出现临界问题。

（2）方法突破——步骤：①判断临界状态：有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就对应着临界状态；若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点也往往对应着临界状态。

②确定临界条件：判断题述的过程存在临界状态之后，要通过分析弄清临界状态出现的条件，并以数学形式表达出来。

2024年新高考物理模拟试题(安徽专版)05考点强化版

一、单选题1. 如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，电路中的R 2、R 3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。

当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。

有关下列说法中正确的是（）A ．只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R 3中有向上的电流B ．只逐渐增大R 1的光照强度，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流C ．只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D ．若断开电键S ，带电微粒将保持静止2. 如图所示，当小车向右加速运动时，物块M 相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则A ．M 受摩擦力增大B ．物块M 对车厢壁的压力增大C ．M 受静摩擦力变小D ．物块M 相对于车厢壁上滑3. 下列选项中涉及电磁感应现象的是（）A ．电磁起重机工作的时候吊起几吨重的废铁B ．电风扇工作的时候快速转动扇出凉爽的风C ．小明的爸爸用手机充电宝给手机充电D ．建筑队在野外用柴油发电机发电照明4. 2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收，该光刻机光刻分辨力达到22nm 。

关于光的认识，下列说法正确的是（）A ．爱因斯坦测量了光电效应中几个重要的物理量，由此算出了普朗克常量hB ．波长越长的光，光子动量越大C ．光电效应显示了光的波动性D ．光子除了具有能量之外还具有动量5. 对于平抛物体的运动，在下列哪种情况下可以确定物体的初速度A ．已知水平位移的大小B ．已知下落高度C ．已知落地速度的大小和方向（与水平方向的夹角θ）D ．已知位移的大小6. 杂技演员表演的“水流星”如图所示．细长绳一端系着盛了水的容器．以绳的另一端为圆心，使容器在竖直平面内做半径为R 的圆周运动．N 为圆周的最高点，M 为圆周的最低点．若“水流星”通过最高点时没有水流出，则其在最高点的速度至少为（）2024年新高考物理模拟试题（安徽专版）05考点强化版二、多选题A．B．C．D．7. 下面关于物体动量和冲量的说法，正确的是（）A ．物体所受冲量是状态量，动量是过程量B ．物体所受合外力冲量不为零，它的动量可能不变C ．物体动量增量的方向，就是它所受合外力的冲量方向D ．物体所受合外力越大，它的动量变化就越大8. 下列说法正确的是（）A ．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光B ．回旋加速器所加高频交流电压的周期等于粒子圆周运动的周期C ．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D ．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波9. 以下说法正确的是（）A ．合外力对物体做功为0，则该物体动量一定不变B ．合外力对物体冲量为0，则该物体动能一定不变C ．做变速运动的物体，动能一定变化D ．做变速运动的物体，动量可能不变10. 如图所示，树枝与水平方向的夹角为α，若重为 G 的蜗牛沿着树枝缓慢匀速向上爬行，则树枝对蜗牛的作用力大小为( )A ．GB ．小于 GC ．G sin αD ．G cos α11. 2021年2月，“天问一号”探测器到达火星附近并环绕火星运行，探测器的运动可视为匀速圆周运动，已知万有引力常量，利用下列物理量能计算出火星质量的是（）A ．探测器绕火星运动的角速度和周期B ．探测器绕火星运动的线速度和角速度C ．探测器的质量和绕火星运动的周期D ．探测器的质量和绕火星运动的半径12. 下列关于重力、弹力和摩擦力的说法错误的是（）A ．静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间B ．劲度系数大的弹簧，产生的弹力不一定大C ．动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与物体之间的压力成反比D ．物体的重心不一定在物体13. 如图所示，正弦形状的金属丝与金属杆AC 在A 、C 处焊接在一起，回路总电阻为R ，彼此绝缘，AB =BC =l ，DB 竖直高度为l ，线圈整体以速度v 向右做匀速直线运动，右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场宽为l，在线圈穿过磁场过程中，下列说法正确的是（）A ．线圈上的D 、E 点分别处于磁场边界上时，感应电流最大B ．线圈上的D 、E 点同时处于磁场边界上时，感应电流最大C．穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为D．穿越磁场的整个过程中，外力所做的功为三、解答题14. 如图所示，A 、B为两相同的灯泡，为定值电阻，是自感系数很大的线圈。

2024届内蒙古赤峰市高三下学期1月模拟理综物理高频考点试题

2024届内蒙古赤峰市高三下学期1月模拟理综物理高频考点试题一、单选题 (共6题)第(1)题磁控溅射是一种新型溅射技术，如图甲所示，电子在跑道上的运动原理可以近似认为：从水平靶面电离出初速度为零的电子，在阴极暗区只受竖直方向的电场力作用，加速飞向负辉区，阴极暗区上下侧面间的电势差保持不变；电子进入负辉区的运动速度始终与磁场方向垂直，磁感应强度大小处处相等，电子绕行半个圆周之后，重新进入阴极暗区，回到靶面时，速度恰好为零。

电子就实现跳跃式地朝右漂移，如图乙所示，简称漂移。

则下列说法正确的是（）A ．负辉区中的整个磁场为匀强磁场B ．电子每次飞离靶面时，电场和磁场的方向均要与原先反向才能实现漂移C ．其他条件不变的情况下，阴极暗区厚度越大，电子到达负辉区的速度越大D ．在直道区，电子每次跳跃的水平距离相同第(2)题如图所示，杂技演员做“水流星”表演时，用一绳系着装有细沙的小桶在竖直平面内绕O 点做圆周运动，整个运动过程中细沙没有流出。

已知小桶内细沙的质量为m ，O 点到细沙面的距离为L ，细沙面到桶底的距离为，小桶直径远小于L ，重力加速度大小为g。

则小桶转到最低点时细沙对桶底的压力大小至少为（）A．B．C．D．第(3)题如图，在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线。

为探测该导线的走向，现用一个与灵敏电流计（图中未画出）串联的感应线圈进行探测，结果如下表。

忽略地磁场的影响，则该导线可能的走向是（）探测灵敏电流计有无示数线圈平面平行于地面Oabc 沿Oa 方向平移无沿Oc 方向平移无线圈平面平行于墙面Oade 沿Oa 方向平移有沿Oe 方向平移无A．Oa方向B．Ob方向C．Oc方向D．Oe方向第(4)题平板小车静止放在水平地面上，箱子以一定的水平初速度从左端滑上平板车，箱子和车之间有摩擦，地面对小车的阻力可忽略，当它们的速度相等时，箱子和平板车的位置情况可能是（）A．B．C．D．第(5)题运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，若N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等B．排球两次飞行过程中外力对排球的冲量相等C．排球离开M点的速率比经过Q点的速率小D．排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大第(6)题两个点电荷，电性未知、电荷量大小分别为和q，其电场线如图所示（未标明方向，且未画出对称轴附近的电场线），A、B、C、D为对称轴上的四个点，且满足，则（）A．A、D两点的场强方向一定相反B．从D点向左至无穷远，场强不断减小C．若电荷量为的点电荷为负电荷，则电子从A向B移动的过程中，电势能减小D．若电荷量为的点电荷为负电荷，则A点电势低于D点电势二、多选题 (共4题)第(1)题某汽车进行性能测试，在平直的路面上由静止开始运动，0~5s内的位移—时间图像如图所示，该图线在0~t1时间内是抛物线的一部分，t1~5s时间内是直线，两部分平滑相连。

高中物理【圆周运动的两种模型和临界问题】专题训练

高中物理【圆周运动的两种模型和临界问题】专题训练A 组—重基础·体现综合1．如图1甲所示是杂技演员表演的“水流星”节目，在长为1.8 m 的细绳的两端，各系一个与水的总质量为m ＝0.5 kg 的盛水容器，以绳的中点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图1乙所示，若“水流星”通过最高点时的速率为3 m/s(g 取10 m/s 2)，则下列说法正确的是( )图1A ．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B ．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C ．“水流星”通过最高点时，不受力的作用D ．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N解析：选B 水流星在最高点的临界速度v ＝gR ＝3 m/s ，由此知绳的拉力恰为0，且水恰不流出，故B 正确。

2．冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k 倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，其安全速度为( )A ．v ＝k RgB ．v ≤kRgC ．v ≤2kRgD ．v ≤ Rgk解析：选B 水平冰面对运动员的摩擦力提供他做圆周运动的向心力，运动员的安全速度v 满足kmg ≥m v 2R ，解得v ≤kRg ，故B 正确。

3．如图2所示，物块(质量为m )随转筒一起以角速度ω做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．物块受到重力、弹力、摩擦力和向心力的作用B ．若角速度增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，那么物块所受摩擦力增大图2C ．若角速度增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，物块所受摩擦力减小D ．若角速度增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，物块所受摩擦力不变解析：选D因为物块始终随转筒做匀速圆周运动，所以物块受重力、摩擦力和筒壁的支持力。

向心力为效果力，物块不受向心力，故A错误。

因为物块在竖直方向上处于平衡状态，所以F f＝G，F N＝mrω2，当ω增大时，F N增大，F f不变，故B、C错误，D正确。

四川省泸州市2024高三冲刺(高考物理)统编版考试(评估卷)完整试卷

四川省泸州市2024高三冲刺（高考物理）统编版考试(评估卷)完整试卷一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题1977年发射升空的旅行者1号经过了41年的飞行，确认已飞出了太阳系，则旅行者1号的发射速度v0A．v0<7.9km/s B．7.9km/s<v0<11.2km/sC．11.2km/s<v0<16.7km/s D．v0>16.7km/s第(2)题大风天气时，货场水平地面上质量为4.0kg的箱子在水平风力作用下做直线运动，截取1秒钟监控视频，通过影像分析软件得到箱子速度与时间的关系图像如图所示。

箱子与地面间动摩擦因数为0.55，重力加速度g取10，由此推算木箱在这1s内受到的风力为（）A．18N B．22N C．40N D．42N第(3)题某名同学看过“水流星”表演后，用一次性杯子和绳子也制作了一个 “水流星”如图所示，他抡动绳子让杯子在竖直平面内做圆周运动，若杯子和水能做完整的圆周运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．杯子和水经过最低点时处于失重状态B．杯子和水经过最高点时处于超重状态C．在最低点时放开绳子，杯子和水做斜上抛运动D．在最高点时放开绳子，杯子和水做平抛运动第(4)题某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，ON=OP，OA=OB。

取O点的电势为零，则（）A．A、B的电势相等B．从N到O的过程中，电势一直增大C．电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小D．电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等第(5)题现代科技中常常利用电场来控制带电粒子的运动。

某控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置组成，如图所示。

加速电场可以提供需要的电压，偏转电场为辐向电场，其内外圆形边界的半径分别为、，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，方向沿半径向外，且满足（为半径），已知处的电场强度大小为，带电粒子的质量为，电荷量为，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。

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