1、2013-2014学年甘肃省嘉峪关一中高一（下）期中物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分其中1题-8题只有一个选项正确，9题-12题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1（4分）（2013武陵区校级学业考试）发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A开普勒、卡文迪许B牛顿、伽利略C牛顿、卡文迪许D开普勒、伽利略2（4分）（2011春通州区期中）下列物理量中是标量的是（）A向心加速度B周期C线速度D向心力3（4分）（2011惠城区校级学业考试）汽车以一定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是（）A在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力B在最
2、高点汽车对桥的压力等于汽车的重力C在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力D汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力为零4（4分）（2015春定西校级期中）关于曲线运动，以下说法正确的是（）A曲线运动是一种变速运动B做曲线运动的物体合外力可能为零C做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的D曲线运动不可能是一种匀变速运动5（4分）（2014春嘉峪关校级期中）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，对其线速度下列说法中正确的是（）A一定等于7.9km/sB等于或小于7.9km/sC一定大于7.9km/sD介于7.9km/s11.2km/s6（4分）（2015春滨海县校级期中）把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使这
3、水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是（）ABCD07（4分）（2014碑林区校级学业考试）地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地面球表面的高度为（）A（1）RBRCRD2R8（4分）（2012大武口区校级学业考试）如图所示，将完全相同的两个小球A、B，用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比FB：FA为（g=10m/s2）（）A1：1B1：2C1：3D1：49（4分）（2015春定西校级期中）计算一个天体
4、的质量，需要知道绕着该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（）A质量和运转周期B运转周期和轨道半径C运转速度和轨道半径D运转速度和质量10（4分）（2014春嘉峪关校级期中）关于地球的同步卫星，下列说法正确的是（）A它处于平衡状态，且具有一定的高度B它的加速度小于9.8 m/s2C它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合D它的高度固定，不可以在任意位置上11（4分）（2014春凤县校级期中）三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动，已知mA=mBmC，则三个卫星关系错误的是（）A线速度大小的关系是vAvB=vCB周期关系是TATB=TCC向心力大小的关系是FA
5、FBFCD向心加速度大小的关系是aAaBaC12（4分）（2012春鹿城区校级期末）一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）AA球的角速度必大于B球的角速度BA球的线速度必小于B球的线速度CA球的运动周期必大于B球的运动周期DA球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力二、填空题（每空2分，共24分）13（4分）（2015春定西校级期中）甲乙两物体都做匀速圆周运动，运动的半径之比为1：2，当甲转过60时，乙转过45，则甲乙的角速度之比为，向心加速度之比为14（4分）（2015春定西校级期中）两颗
6、人造地球卫星，都绕地球作圆周运动，它们的质量相等，轨道半径之比=，则它们的运行周期之比T1：T2=，它们的速度大小之比=15（6分）（2014春嘉峪关校级期中）如图所示，A、B为半径分别是R、2R的同心轮，与半径为R的C轮用皮带传动，且不打滑，a、b、c分别为三轮边缘上的三个点，则a、c两点的线速度之比为：；a、b两点的线速度之比为：；a、c两点的向心加速度之比为：16（4分）（2011春延庆县期中）研究平抛运动某次实验得到如图所示的运动轨迹，O点为小球抛出点，轨迹上B点的坐标是x=40cm，y=20cm，则平抛小球的初速度大小是，小球经B点时的速度大小是17（2分）（2011春延庆县期中）汽
7、车沿半径为R=100m的圆跑道行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的静摩擦力的最大值是车重的，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过18（4分）（2015春定西校级期中）设地球表面的平均重力加速度为g，地球的半径为R，万有引力常数为G，则地球质量为地球的密度为三、计算题（本大题有3个小题，共28分解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的，答案中必须写出数值和单位）19（8分）（2014春正定县校级期末）已知海王星和地球的质量比m1：m2=16：1，它们的半径比R1： R2=4：1求：（1）海王星和地球的第一宇宙速度之比v1：v2（2）海王星表面
8、和地球表面重力加速度之比g1：g220（10分）（2013春彭州市期中）如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动，g=10m/s2，求：（1）小球在最高点的速度v1为多大时，球对杆的作用力为0？（2）当小球在最高点的速度v2=6m/s时，球对杆的作用力和方向21（10分）（2014春杜集区校级期中）如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑A、B为圆弧两端点，其连线水平已知圆弧半径为R=1.0m，人和车
9、的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计（计算中取g=10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6）求：（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s（2）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度v=m/s此时对轨道的压力（3）从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角（4）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力2013-2014学年甘肃省嘉峪关一中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分其中1题-8题只有一个选项正确，9题-12题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1（4分）（2013武陵区校级学
10、业考试）发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A开普勒、卡文迪许B牛顿、伽利略C牛顿、卡文迪许D开普勒、伽利略考点：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：万有引力定律是牛顿在行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力公式、开普勒第三定律及牛顿第三定律相结合得出的而式中的引力常量是由卡文迪许通过实验来测量出来的解答：解：发现万有引力定律科学家是牛顿，而测出引力常量的科学家是卡文迪许故选：C点评：当卡文迪许通过实验测量出引力常量后，使得万有引力定律的适用性更广泛2（4分）（2011春通州区期中）下列物理量中是标量的是（）A向心加速度B周期C线速度D向心力考
11、点：矢量和标量版权所有分析：即有大小又有方向，相加是遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量等都是标量解答：解：向心加速度、线速度、向心力都是有大小和方向的，都是矢量，周期只有大小没有方向，是标量，所以B正确，ACD错误故选B点评：本题是一个基础题目，就是看学生对矢量和标量的掌握3（4分）（2011惠城区校级学业考试）汽车以一定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是（）A在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力B在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力C在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力D汽车以恒定的速率过桥时，汽车
12、所受的合力为零考点：向心力；牛顿第二定律版权所有分析：汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式即可解答：解：汽车到达桥顶时，受重力G和向上的支持力N，合力等于向心力GN=m解得N=mgmmg车对桥的压力等于桥对车的支持力故选C点评：汽车过拱桥，车做的是圆周运动，不是匀速直线运动，故压力不等于重力4（4分）（2015春定西校级期中）关于曲线运动，以下说法正确的是（）A曲线运动是一种变速运动B做曲线运动的物体合外力可能为零C做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的D曲线运动不可能是一种匀变速运动考点：物体做曲线运动的条件；曲线运动版权所有专题：物体做曲线运动条件专题分
13、析：物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论解答：解：A、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，所以A正确B、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，故合力不能为零，所以B错误C、平抛运动是曲线运动，其合力是重力，重力是不变的，所以C错误D、平抛运动是加速度不变的匀变速曲线运动，所以D错误故选A点评：本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住5（4分）（2014春嘉峪关校级期中）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，对其线速度下列说法中正确的是
14、（）A一定等于7.9km/sB等于或小于7.9km/sC一定大于7.9km/sD介于7.9km/s11.2km/s考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：利用万有引力提供向心力，卫星轨道半径约等于地球半径运算得出，大小为7.9km/s，并得出线速度与半径的关系式，从而即可求解解答：解：第一宇宙速度又叫“近地环绕速度”即物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，第一宇宙速度的数值为7.9km/s根据万有引力提供向心力G=m得v=，当半径增大时，则线速度减小故B正确，ACD错误；故选：B点评：重点是要熟练掌握卫星涉及的圆周运动中万有引力充当向心力的各
15、种表达式，并会熟练应用注意第一宇宙速度有三种说法：它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度6（4分）（2015春滨海县校级期中）把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使这水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是（）ABCD0考点：向心力版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：水桶转到最高点时水不从桶里流出来，此时水桶的最小的速度即为恰好只有重力做为向心力的时候，由向心力的公式可以求得此时的速度的大小解答：解：在最高点时恰好只有重力作用，则此时的速度为最小，
16、由向心力的公式可得：mg=m所以有：v=，所以C正确，ABD错误故选：C点评：这是圆周运动中的绳模型，知道此时做圆周运动的最小的速度就是在最高点时恰好只有重力作为向心力7（4分）（2014碑林区校级学业考试）地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地面球表面的高度为（）A（1）RBRCRD2R考点：万有引力定律及其应用版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：在地球表面，重力提供向心力，在任意轨道，万有引力提供向心力，联立方程即可求解解答：解：设地球的质量为M，某个物体的质量为m，则在地球表面有： 在离地面h高处轨道上有： 由 联立得：h=（1）R故选A点评
17、：该题考查了万有引力定律的直接应用，难度不大，属于基础题8（4分）（2012大武口区校级学业考试）如图所示，将完全相同的两个小球A、B，用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比FB：FA为（g=10m/s2）（）A1：1B1：2C1：3D1：4考点：向心力；牛顿第二定律版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：小车突然停止运动，A球由于惯性，会向前摆动，将做圆周运动，B球受到小车前壁的作用停止运动，在竖直方向上拉力等于重力，根据牛顿第二定律求出A球绳的拉力，从而求出两悬线的拉力之比解答：解：
18、若A、B的质量为m，则对A球有：，对B球有：FB=mg=10m所以FB：FA=1：3故C正确，A、B、D错误故选：C点评：解决本题的关键知道小车刹车后，A球将做圆周运动，最低点，重力和拉力的合力提供向心力9（4分）（2015春定西校级期中）计算一个天体的质量，需要知道绕着该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（）A质量和运转周期B运转周期和轨道半径C运转速度和轨道半径D运转速度和质量考点：万有引力定律及其应用版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期（或线速度、角速度、向心加速度），可以求出中心天体的质量解答：解：A、根据得，M=，知道另一星球的周期和
19、轨道半径即可求出中心天体的质量，环绕天体的质量被约去，没有作用故A错误，B正确C、根据得，M=，知道另一星球的轨道半径和运行速度即可求出中心天体的质量，环绕天体的质量被约去，没有作用故C正确，D错误故选：BC点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用，知道运用该理论只能求出中心天体的质量，不能求出环绕天体的质量10（4分）（2014春嘉峪关校级期中）关于地球的同步卫星，下列说法正确的是（）A它处于平衡状态，且具有一定的高度B它的加速度小于9.8 m/s2C它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合D它的高度固定，不可以在任意位置上考点：同步卫星版权所有专题：人造卫星问题分
20、析：了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度解答：解：A、根据万有引力提供向心力，列出等式：m=mr，r=R+h由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值，故A错误；B、根据a=可知，加速度小于9.8 m/s2，故B正确；C、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可
21、能的，因此同步卫星相对地面静止不动，所以同步通讯卫星必须定点在赤道上空，故C正确；D也正确；故选：BCD点评：地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小11（4分）（2014春凤县校级期中）三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动，已知mA=mBmC，则三个卫星关系错误的是（）A线速度大小的关系是vAvB=vCB周期关系是TATB=TCC向心力大小的关系是FAFBFCD向心加速度大小的关系是aAaBaC考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系版权所有专题：人造卫星问题分析：根
22、据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可解答：解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有F=F向所以F=ma=A、线速度v=，根据题意rArB=rC，所以vAvB=vC，故A正确；B、周期T=2，根据题意rArB=rC，所以TATB=TC，故B正确；C、向心力F=，mA=mBmC，根据题意rArB=rC，所以向心力大小的关系是FAFBFC故C正确；D、向心加速度a=，根据题意rArB=rC，所以向心加速度大小的关系是aAaB=aC故D错误；本题选错误的，故选：D点评：本题关键抓住万有
23、引力提供向心力，先列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式，再进行讨论12（4分）（2012春鹿城区校级期末）一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）AA球的角速度必大于B球的角速度BA球的线速度必小于B球的线速度CA球的运动周期必大于B球的运动周期DA球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力考点：向心力；牛顿第二定律版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可解答：解：（1）以小球为研究对象，对小球受力分
24、析，小球受力如图所示，由牛顿第二定律得：mgtan=m，解得：v=，则=，T=2，由图示可知，对于AB两个球来说，重力加速度g与角相同，A的转动半径大，B的半径小，因此，A的角速度小于B的角速度，故A错误；A的线速度大于B的线速度，故B错误；A的周期大于B的周期，故C正确；（2）由受力分析图可知，球受到的支持力FN=，由于两球的质量m与角度相同，则桶壁对AB两球的支持力相等，由牛顿第三定律可知，两球对桶壁的压力相等，故D错误；故选C点评：本题关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析二、填空题（每空2分，共24分）13（4分）（2015春定西校级期中）甲乙两物体都做匀速
25、圆周运动，运动的半径之比为1：2，当甲转过60时，乙转过45，则甲乙的角速度之比为4：3，向心加速度之比为8：9考点：线速度、角速度和周期、转速版权所有专题：匀速圆周运动专题分析：根据角速度定义=可知甲、乙的角速度之比，再由a向=2r求解加速度之比解答：解：相同时间里甲转过60角，乙转过45角，根据角速度定义=，可知甲：乙=4：3由公式a向=2r得向心加速度之比：a甲：a乙=8：9故答案为：4：3；8：9点评：要熟悉角速度定义公式和向心加速度公式，能根据题意灵活选择向心加速度公式14（4分）（2015春定西校级期中）两颗人造地球卫星，都绕地球作圆周运动，它们的质量相等，轨道半径之比=，则它们的
26、运行周期之比T1：T2=，它们的速度大小之比=考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系版权所有专题：人造卫星问题分析：根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出周期和线速度的表达式进行讨论即可解答：解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：得：，所以有：故答案为：，点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出周期和线速度的表达式，再进行讨论15（6分）（2014春嘉峪关校级期中）如图所示，A、B为半径分别是R、2R的同心轮，与半径为R的C轮用皮带传动，且不打滑，a、b、c分别为三轮边缘上的三个点，则a、c两点的线速度之比为：
27、1：1；a、b两点的线速度之比为：2：1；a、c两点的向心加速度之比为：1：2考点：线速度、角速度和周期、转速版权所有专题：匀速圆周运动专题分析：两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度；共轴转动的点，具有相同的角速度；结合公式v=r和a=2r列式分析解答：解：A、C两个轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故：va：vc=1：1A、B两个轮子是同轴传动，角速度相等，故：a：b=1：1根据公式v=r，线速度之比为va：vb=ra：rb=2R：R=2：1根据公式a=，向心加速度之比为：aa：ac=rc：ra=R：2R=1：2故答案为：1：1，2：1，1：2点评：本题关键抓住
28、同缘传动边缘上的点线速度相等、同轴传动角速度相同以及线速度与角速度关系公式v=r列式求解16（4分）（2011春延庆县期中）研究平抛运动某次实验得到如图所示的运动轨迹，O点为小球抛出点，轨迹上B点的坐标是x=40cm，y=20cm，则平抛小球的初速度大小是2m/s，小球经B点时的速度大小是考点：研究平抛物体的运动版权所有专题：实验题；平抛运动专题分析：O点为小球抛出点，处理时只需要将平抛运动分解到水平方向和竖直方向，水平方向：匀速直线运动；竖直方向：自由落体解答：解：因为ABC对应的水平方向位移相等，所以ABC三点间的时间间隔T相同竖直方向：当y为20cm时对应的时间为2T，由自由落体规律：h
29、=得：20102=5（2T）2得：T=0.1s水平方向：x=v0t，带入数据：20102=v00.1解得：v0=2m/sB点的速度可由水平方向的v0，和竖直方向的vBy合成即可：竖直方向上：v=gt带入数据得：vBy=g2T即：vBy=1020.1=2m/s所以：vB=故填：2m/s；点评：平抛类问题只需要将其分解到水平方向和竖直方向分别进行处理即可17（2分）（2011春延庆县期中）汽车沿半径为R=100m的圆跑道行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的静摩擦力的最大值是车重的，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过10m/s考点：牛顿第二定律；向心力版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动
30、中的应用分析：汽车沿圆跑道行驶时，由静摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大值时，车速达到最大，由牛顿第二定律求出最大速度解答：解：以汽车为研究对象，当汽车受到的静摩擦力达到最大值时，根据牛顿第二定律得 fm=又fm=联立得到，=解得v=10m/s故答案为：10m/s点评：本题是实际中圆周运动问题，关键是分析物体的受力情况，确定向心力的来源基础题18（4分）（2015春定西校级期中）设地球表面的平均重力加速度为g，地球的半径为R，万有引力常数为G，则地球质量为地球的密度为考点：万有引力定律及其应用版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据物体的重力等于地球的万有引力，列式求解地球的质量，由质
31、量与体积之比求解地球的密度解答：解：不考虑地球的自转时，物体的重力等于地球对物体的万有引力，则得：mg=G解得地球的质量为：M=地球的密度为：=故答案为：，点评：该题关键抓住在地球表面万有引力等于重力和密度公式，得到的g=，常常称为黄金代换式三、计算题（本大题有3个小题，共28分解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的，答案中必须写出数值和单位）19（8分）（2014春正定县校级期末）已知海王星和地球的质量比m1：m2=16：1，它们的半径比R1：R2=4：1求：（1）海王星和地球的第一宇宙速度之比v1：v2（2）海王星表面和地球表面重力加速度之比g
32、1：g2考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：（1）当卫星绕行星表面附近做匀速圆周运动时速度即为第一宇宙速度，根据行星对卫星的万有引力提供向心力，求解第一宇宙速度之比（2）根据物体在行星表面时，其重力等于行星的万有引力，得到重力加速度的表达式，再求比值解答：解：（1）设卫星的质量为m，半径为R，行星的质量为M，行星的第一宇宙速度为v 则G= 得到v=所以=（2）设质量为m0的物体分别在海王星和地球表面 G=m0g1 G=m0g2 则=1答：（1）海王星和地球的第一宇宙速度之比v1：v2=2：1； （2）海王星表面和地球表面重力加
33、速度之比g1：g2=1：1点评：对于卫星问题，要建立物理模型：卫星绕行星做匀速圆周运动，由行星对卫星的万有引力提供卫星的向心力20（10分）（2013春彭州市期中）如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动，g=10m/s2，求：（1）小球在最高点的速度v1为多大时，球对杆的作用力为0？（2）当小球在最高点的速度v2=6m/s时，球对杆的作用力和方向考点：牛顿第二定律；向心力版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：杆子对小球的作用力可以是拉力，也可以是推力，在最高点，杆子的作用力是推力还是拉力，取决于在最高点的速度，对球在最高
34、点进行受力分析，根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解！解答：解：小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G和杆的弹力N，假定弹力N向下，如图所示；由牛顿第二定律和向心力公式得： （1）由式解得N=0时的速度（2）由式得小球在最高点的速度v2=6m/s时，杆对球的作用力为：“+“说明方向竖直向下由牛顿第三定律得：球对杆的作用力大小 N=N=6N，方向竖直向上答：球对杆的作用力为0时小球在最高点的速度为3m/s，当小球在最高点的速度v2=6m/s时，球对杆的作用力大小为6N，方向竖直向下点评：本题关键对小球受力分析，找出向心力来源；小球所受的弹力，可假定其方向向下，若解出为正，则为拉力，为负，就是支
35、持力！21（10分）（2014春杜集区校级期中）如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑A、B为圆弧两端点，其连线水平已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计（计算中取g=10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6）求：（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s（2）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度v=m/s此时对轨道的压力（3）从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角（4）人和车运动到达圆弧轨道A
36、点时对轨道的压力考点：向心力；平抛运动版权所有专题：匀速圆周运动专题分析：（1）从平台飞出后，摩托车做的是平抛运动，根据平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，可以求得运动的时间，再根据水平方向上是匀速直线运动，可以求得水平的位移的大小；（2）根据牛顿第二定律求出轨道对人和车的支持力，从而得出对轨道压力的大小；（2）由于摩托车恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，说明此时摩托车的速度恰好沿着竖直圆弧轨道的切线方向，通过摩托车的水平的速度和竖直速度的大小可以求得摩托车的末速度的方向，从而求得圆弧对应圆心角；（3）从A点开始摩托车做的是圆周运动，此时指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，
37、对摩托车受力分析，根据向心力的公式可以求得在A点时车受到的支持力的大小，再根据牛顿第三定律可以求得对轨道的压力的大小；解答：解：（1）车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得，竖直方向上有：H=水平方向上有：s=vt，解得：s=（2）在最低点，根据牛顿第二定律得：，解得：N=7740N（3）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度为：vy=gt=4m/s 到达A点时速度为：，设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则有：tan=即有：=53 所以有：=2=106 （3）对摩托车受力分析可知，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：NAmgcos=代入数据解得：NA=5580 N 由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为5580 N 答：（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s为1.2m（2）此时对轨道的压力为7740N（3）从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角为106（4）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力为5580 N点评：本题考查的是平抛运动和圆周运动规律的综合的应用，本题很好的把平抛运动和圆周运动结合在了一起，对学生的分析问题的能力要求较高，能很好的考查学生分析解决问题的能力
