- 圆周运动
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如图，长为L的不可伸长的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。当摆线L与竖直方向的夹角是α时，求：
(1)线的拉力F；
(2)小球运动的周期。
正确答案
（1）F=mg/cosα（2）
试题分析：（1）小球受到绳子的拉力，重力，在这两个力作用下做圆周运动，根据矢量三角形可得细线的拉力为
（2）小球运动周期：
点评：理解向心力：是效果力，它由某一个力或几个力的合力提供，它不是性质的力，分析物体受力时不能分析向心力．同时，还要清楚向心力的不同的表达式．
如图所示，半径足够大的圆盘M水平放置，绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，规定经过O点且水平向右为x轴正方向。在圆心O点正上方距盘面高为h=0.8m处有一个可间断滴水的容器，容器沿水平轨道与x轴平行的方向做匀速直线运动。每当一滴水刚好落到盘面上时容器正好滴下一滴水，且空中还有一滴水。则每一滴水离开容器后经__________s滴落到盘面上，要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线，圆盘转动的角速度ω应为__________rad/s。(g取10m/s2)
正确答案
0.4 5np (n=1,2.3……)
试题分析：水滴在坚直方向作自由落体运动，有
点评：本题难度较小，注意本题中的多解问题是关键
长为L的轻杆两端分别固定一个质量都是m的小球，它们以轻杆中点为轴在竖直平面内做匀速圆周运动，转动的角速度ω＝2
正确答案
mg 3mg
设上端小球受到杆的作用力向下，大小为F1，
如图为火车站装载货物的原理示意图，设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光 滑斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长L=8m，与货物包的摩擦系数为μ=0.6，皮带轮的半径为R=0.2m，上部距车厢底水平面的高度h=0.45m。设货物由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无能量损失。通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置，取g=10m/s2，求：
（1）当皮带轮静止时，货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离；
（2）当皮带轮以角速度ω="20" rad/s顺时方针方向匀速转动时，包在车厢内的落地点到C点的水平距离；
（3）讨论货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离S与皮带轮沿顺时方针方向转动的角速度ω间的关系。
正确答案
（1）
试题分析：（1）
S=0.6m②皮带轮顺时针方向转动时：
Ⅰ、0≤ω≤10 rad/s时， S=0.6m
Ⅱ、10＜ω＜50 rad/s时， S=ω·R=0.06ω
Ⅲ、50＜ω＜70 rad/s时， S=ω·R=0.06ω
Ⅳ、ω≥70 rad/s时， S=＝4.2m
点评：本题难度中等，由传动带与物体的速度大小，或相对速度大小判断摩擦力方向，判断平抛运动初速度方向
汽车试车场中有一个检测汽车在极限状态下的车速的试车道,试车道呈锥面（漏斗状）,如图所示。 测试的汽车质量m="1" t,车道转弯半径R=150m,路面倾斜角θ=45°,路面与车胎的动摩擦因数μ为0.25，设路面与车胎的最大静摩擦力等于滑动摩擦力， (g取10 m/s2)求（1）若汽车恰好不受路面摩擦力，则其速度应为多大？（2）汽车在该车道上所能允许的最小车速.
正确答案
（1）38.7m/s（2）30m/s
汽车与路面的动摩擦因数为μ，公路某转弯处半径为R（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），问：
（1）若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，对汽车最大速度为多少？
（2）若将公路转弯处路面设计成外侧高、内侧低，使路面与水平面倾角为α，则汽车以多大速度转弯，可以使车与路面间无摩擦力？
正确答案
（1）
解：（1）汽车在水平路面上转弯时，汽车转弯的向心力由静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大时，汽车的转弯速度最大。由牛顿第二定律得：
解得 v1＝
(2) 当重力和支持力的合力恰提供向心力时，车与路面间无摩擦力，
则有
mg tanα＝m
解得 v2＝
本题考查圆周运动生活实例，要求汽车拐弯最大速度，必须弄清楚汽车拐弯时向心力来源，当重力和支持力的合力恰提供向心力时，车与路面间无摩擦力根据受力分析结合牛顿运动定律可得。
如图所示，悬挂在竖直平面内O点的一个可视为质点的小球，其质量为m，悬线长为L，运动过程中，悬线能承受的最大拉力为F。现给小球一水平初速度v，使其在竖直平面内运动。已知小球在运动时，悬线始终不松弛，试求v的大小范围。
正确答案
（1）
存在两种可能：
（1）小球在运动过程中，最高点与O点等高或比O低时，线不松弛。
得：
（2）小球恰能过最高点时，在最高点速度设为v0，对应的最低点速度设为v2：
得：
小球在最低点又需满足：
所以，v的大小取值范围为：
在此速度范围，悬线均不会松弛。
本题考查的是圆周运动的综合知识，一定要注意存在两种情况，即在O点下面做圆周运动，即小球在运动过程中，最高点与O点等高或比O低时，线不松弛。
（7分）如图6所示，质量为m的小球，用不可伸长的线悬于固定点O，线长为l，初始线与铅垂线有一个夹角，初速为0. 在小球开始运动后，线碰到铁钉O1. 铁钉的方向与小球运动的平面垂直. OO1=h
正确答案
假设碰后小球能作圆周运动，运动到最高点的速度
（1分）
得出
设初始夹角为α
由机械能守恒得到：
假设碰前瞬时速度为v1
则：
碰前：
本题考查圆周运动和机械能守恒的综合应用，在最高点恰好通过，说明只有重力提供向心力，可求得最高点速度大小，小球碰后到最高点，绳子的拉力不做功，所以小球机械能守恒，规定最低点为零势面，列方程求解，根据碰前碰后拉力和重力分力提供向心力列式求解
如图所示，轻杆长1m，其两端各连接质量为1kg的小球，杆可绕距B端0.2m处的轴O在竖直面内转动，控制外部环境使A球转到最低点时速度大小为4m/s，此时B球的速度大小为 ，轴与杆之间的作用力大小为 。（g=10m/s2）
正确答案
1m/s ； 35N
A球的角速度为
（6分）如图所示，杂技演员在表演水流星节目时，盛水的盆子在竖直平面内做圆周运动，当杯子经过最高点时，里面的水也不会流出来，若杯和水的总质量为0.4kg，用2m长的细绳拴住在竖直平面内做圆周运动，求：
（1）当盆子在圆周最高点速度为5m/s时，细绳的拉力是多少？
（2）若绳子能承受的最大拉力为44N，则小球运动到最低点时速度最大是多少？
正确答案
（1）
（1）
（2）
本题考查的是匀速圆周运动问题的水流星问题。在圆周最高点，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，
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