重难强化训练(二)
(时间:40分钟 分值:100分)
[合格考达标练]
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.如图所示,用一连接体一端与一小球相连,绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动,设轨道半径为r,图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点,则以下说法正确的是( )
A.若连接体是轻质细绳时,小球到达P点的速度可以为零
B.若连接体是轻质细杆时,小球到达P点的速度可以为零
C.若连接体是轻质细绳时,小球在P点受到细绳的拉力不可能为零
D.若连接体是轻质细杆时,小球在P点受到细杆的作用力为拉力,在Q点受到细杆的作用力为推力
B [若连接体是轻质细绳,小球在最高点的最小速度为,此时细绳拉力为零,选项A、C错误;若连接体是轻质细杆,小球刚好到达P点的速度为零,选项B正确;如果小球在最高点P的速度为,细杆拉力为零,如果v>,细杆的作用力为拉力,如果v<,细杆的作用力为推力,小球在最低点Q时受到细杆的拉力作用,选项D错误.]
2.一轻杆下端固定一质量为M的小球,上端连在轴上,并可绕轴在竖直平面内运动,不计空气阻力,在最低点给小球水平速度v0时,刚好能到达最高点,若小球在最低点的瞬时速度从v0不断增大,则可知( )
A.小球在最高点对杆的作用力不断增大
B.小球在最高点对杆的作用力先减小后增大
C.小球在最高点对杆的作用力不断减小
D.小球在最高点对杆的作用力先增大后减小
B [杆在最高点对小球的弹力既可能向上又可能向下,因此,小球在最高点的速度可以为零.当最高点杆对小球的作用力为零时,重力提供向心力,由mg=可知,临界速度v0=.随着最低点的瞬时速度从v0不断增大,小球对杆的作用力先是方向向下减小到零,然后方向向上逐渐增大,故B正确.]
3.无缝钢管的制作原理如图所示,竖直平面内,管状模型置于两个支承轮上,支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动,铁水注入管状模型后,由于离心作用,铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上,冷却后就得到无缝钢管.已知管状模型内壁半径为R,则下列说法正确的是( )
A.铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上的
B.模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁,此时仅重力提供向心力
D.管状模型转动的角速度ω最大为
C [铁水是由于离心作用覆盖在模型内壁上的,模型对它的弹力和重力的合力提供向心力,选项A错误;模型最下部受到铁水的作用力最大,最上方受到的作用力最小,选项B错误;最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁,则重力提供向心力,由mg=mRω2,可得ω=,故管状模型转动的角速度ω至少为,选项C正确,D错误.]
4.(多选)如图所示,有一个半径为R的光滑圆轨道,现给小球一个初速度,使小球在竖直面内做圆周运动,则关于小球在过最高点的速度v,下列叙述中正确的是( )
A.v的极小值为
B.v由零逐渐增大,轨道对球的弹力逐渐增大
C.当v由值逐渐增大时,轨道对小球的弹力也逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时,轨道对小球的弹力逐渐增大