我对高一物理圆周运动题目的一些问题，含轻杆轻绳模型以及水流星的问题，求解答

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-01-24 15:21 标签： 高一物理圆周运动题目

变式1----3如果把小球换成是盛水的小桶，问，要使水桶转到最高点不从小桶里流出来，这时小桶的线速度至少是多少〈 〉A B C D 2. 分析：例1中答案无可非议为A, ...

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有关“水流星”模型的物理问题很多，要求同学们学会分析向心力的来源，掌握结合动能定律判断临界速度的能力。 【题文1】“水流星”是在一根彩绳一端，系一只玻璃碗，内盛彩色水，演员甩绳舞弄，晶莹的玻璃碗飞快的旋转飞舞，在竖直面内做圆周运动，而碗中之水不洒点滴，下列说法正确的是（　　） A．水流星到最高点时，水对碗底的压力一定为零 B．水流星到最高点时，水流星的速度可以为零 C．若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点绳子对碗拉力之差随转动线速度增大而增大 D．若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点绳子对碗拉力之差与绳长无关 【题文2】“水流星”是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系着 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．当时，细绳始终处于绷紧状态 B．当时，小球一定能通过最高点P C．小球运动到最高点P时，处于失重状态 D．小球初速度v0越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大 【规律总结】 圆周运动之“水流星”问题 1.学会利用动能定理判断最高点、最低点速度问题 2. “水流星”转动时能经过圆周最高点在最高点和最低点绳子对碗拉力之差与绳长无关 【练习题】 1.体操运动员做“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动．如图所示，此过程中，下列说法最可能正确的是（　　） A．运动员到达最低点时手臂受的拉力最大 B．运动员到达最高点时手臂受的拉力最大 C．运动员到达水平位置时手臂受的拉力最大 D．运动员手臂受的拉力大小始终保持不变 2. 如图，质量为m的小球置于内部光滑的正方体盒子中，盒子的边长略大于球的直径．盒子在竖直平面内做半径为R、周期为2π的匀速圆周运动，重力加速度大小为g，则（　　） A．盒子运动到最高点时，小球对盒子底部压力为mg B．盒子运动到最低点时，小球对盒子底部压力为2mg C．盒子运动到最低点时，小球对盒子底部压力为6mg D．盒子从最低点向最高点运动的过程中，球处于超重状态 3. 如图所示，现将太极球简化成如图所示的平板和小球，球在竖直面内始终不脱离板面做匀速圆周运动，A为最高点，C为最低点，平板在A、C两位置时处于水平方向，下列说法正确的是（　　） A．球在A点一定受到向下的弹力 B．球在C点一定受到向上的弹力 C．球在A点受到的摩擦力向右 D．球在C点不受摩擦力作用 4. 摩天轮顺时针匀速转动时，重为G的游客经过图中a、b、c、d四处时，以下说法正确的是（　　） A．游客在a处受的摩擦力向右 B．游客在b处受的支持力小于G C．游客在c处受的摩擦力等零 D．游客在d处受的支持力大于G 5．杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m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3m/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5 N 6.过山车是游乐场中常见的设施.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m.一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠.重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字.试求: (1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,B、C间距L应是多少;(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;小球最终停留点与起点A的距离. 参考答案与解析 1.A 解析：运动员以单杠为轴做圆周运动，做变速圆周运动，高度越高，速度越小，高度越小，速度越大，所需要的向心力越大，由牛顿第二定律可知，运动员到达最低点时手臂受的拉力最大，到达最高点时手臂受的拉力最小，故A正确，BCD错误． B、C、盒子运动到最低点时，小球受到盒子底部支持力与重力的和提供向心力，则： N﹣mg=mR， 解得：N=2mg 根据牛顿第三定律，盒子运动到最低点时，小球对盒子底部压力为2mg．故B正确，C错误； D、由A的分析可知，在最高点小球只受到重力的作用，所以盒子从最低点向最高点运动

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