水流星中的水真的会流出吗
习题课：轻绳和轻杆模型
课
归
纳
总
结
物体经过最高点的最大速度 vmax＝ gR，此时物体恰好离开桥面，做平抛运动．
杆(双轨，有支撑)：对物体既可以有拉力，也可以有支持力，如图所示． ①过最高点的临界条件：v＝0.
轻绳和轻杆模型
②在最高点，如果小球的重力恰好提供其做圆周运动的向心力，即 mg＝mv2，v＝ gR， R
杆或轨道内壁对小球没有力的作用．
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
训练巩固
2、（多选）如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为 m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动。让小球在竖直平面内绕轴O 做半径为l 的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v。下列说法 中正确的是( BCD )
当 0<v< gR时，小球受到重力和杆(或内 轨道)对球的支持力．
当 v> gR时，小球受到重力和杆向下的拉力(或外轨道对球向下的压力)．
轻绳和轻杆模型
轻绳和轻杆模型
1、(多选)如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过 O 点的水平轴自由转 动．现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中 a、b 分别表示小球运动轨道的最 低点和最高点．则杆对球的作用力可能是( )
得 F＋mg＝mv2，解得 F＝3mg L
由牛顿第三定律得绳受到的拉力 F′＝F＝3mg
轻绳和轻杆模型
(3)在轻杆的支持作用下，小球刚好到达最高点时的速度为零．
最高点的速度为1 2
gL时，小球所受杆的弹力和重力的合力等于向心力，设弹力向下，则
F
N＋m
g＝m
v2 L
解得 FN＝－34mg，负号表示方向向上．
2024年江苏省高中学业水平合格性考试物理模拟试卷(答案详解)
2024江苏省普通高中学业水平合格性考试模拟试卷物理本试卷分选择题和非选择题两部分。
满分100分，考试时间75分钟。
一、选择题：本大题共45小题，每小题2分，共计90分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．2022年5月10日8时54分，“天舟四号”货运飞船采用自主快速交会对接模式，成功对接空间站“天和”核心舱后向端口，示意图如图所示。
下列说法正确的是（）A ．对接过程中，可将飞船和“天和”核心舱视为质点B ．对接成功后，以“天和”核心舱为参考系，飞船是运动的C ．对接成功后，以地球为参考系，整个空间站是静止的D ．研究空间站绕地球飞行一周的时间时，可将空间站视为质点2．下列说法正确的是（）A ．篮球比赛时，研究运动员的技术动作时可以将其看成质点B ．在标准田径场举行的1000米比赛中，小杨的成绩为4分10秒，1000米是指位移C ．参考系是为了描述运动引入的，所以只能以静止的物体为参考系D ．早上800840-：：为第一节课，经历40分钟，其中840：指的是时刻3．如图所示，曲线a 、b 分别是在平直公路上行驶的汽车a 和b 的位移—时间（x t -）图象，由图可知（）A ．在1t 时刻，a 、b 两车速度相等B ．在1t 到2t 这段时间内，a 车先加速运动再减速运动C ．在1t 到2t 这段时间内，a 、b 两车的平均速率相等D ．在1t 到2t 这段时间内，a 、b 两车的平均速度相等4．甲、乙为两个在同一直线上运动的物体，24m /s a =甲，24m /s a =-乙。
那么，对甲、乙两物体的判断正确的是（）A ．甲的加速度大于乙的加速度B ．甲、乙两物体的运动方向一定相反C ．甲、乙两物体的加速度方向一定相反D ．甲、乙的速度值都是越来越大的5．甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正方向，甲质点的速度为2m /s ，乙质点的速度为4m /s -，则下列说法错误的是（）A ．乙质点的速率大于甲质点的速率B ．因为24+>-，所以甲质点的速度大于乙质点的速度C ．这里的正、负号的物理意义表示运动的方向D ．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10s 后甲、乙两质点相距60m6．小球沿某一斜面下滑，在斜面底端与垂直斜面的挡板相碰后又回到斜面上的某一位置，小球与挡板作用时间不计，其速度v 随时间t 变化的关系如图所示。
湖南省长沙市第一中学2021届高二物理复习训练(卫星问题) Word版含答案
长沙市第一中学2021届高二物理复习训练(卫星问题)学校:___________姓名：___________班级：___________一.选择题1.（多选题）如图所示，1为同步卫星，2为近地卫星，3为赤道上的一个物体，它们都在同一平面内绕地心做圆周运动．关于它们的圆周运动的线速度、角速度、和向心加速度，下列说法正确的是（）A．v2=v3＞v1B．ω1=ω3＜ω2 C．a1＜a2=a3D．a2＞a1＞a 32.放射地球同步卫星时，先将卫星放射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最终再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度等于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度3.如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是（）A．太阳对小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值4.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的平均密度，仅仅需要（）A．测定飞船的运行周期B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积D．测定飞船的运行速度5.(多选题)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的微小值为gRB．v由零渐渐增大，轨道对球的弹力渐渐增大C．当v由gR值渐渐增大时，轨道对小球的弹力也渐渐增大D．当v由gR值渐渐减小时，轨道对小球的弹力渐渐增大6.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=0.5㎏的盛水容器，以绳的一端为圆心，在竖直平面内作圆周运动，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（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5N7.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，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（）A．球A的角速度必大于球B的角速度B．球A的线速度必大于球B的线速度C．球A的运动周期必大于球B的运动周期D．球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力8.如图所示，A、B为咬合传动的两齿轮，R A=2R B ，则A、B两轮边缘上两点的（）A．角速度之比为2：1 B．向心加速度之比为1：2C．周期之比为1：2 D．转速之比为2：19.(多选题)如图所示，AB为斜面，BC为水平面，从A点以水平速度v0抛出一小球，此时落点到A的水平距离为x1；从A点以水平速度3v0抛出小球，这次落点到A点的水平距离为x2，不计空气阻力，则x1：x2可能等于（）A．1：3 B．1：6 C．1：9 D．1：1210.以v0的速度水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，则此物体的（）A ．竖直分速度等于水平分速度B ．瞬时速度大小为5v 0C ．运动时间为g v 0D ．运动的位移为gv 22 二.非选择题11.宇航员在某星球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h ．已知该星球的半径为R ，且物体只受该星球引力作用． （1）求该星球表面的重力加速度；（2）假如要在这个星球上放射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期． 12.如图所示，一根长0.1m 的细线，一端系着一个质量为0.18kg 的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动．当小球的转速增加到原来转速的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40N ．则：（g 取10m/s 2）（1）线断裂的瞬间，线的拉力多大？ （2）这时小球运动的线速度多大？（3）假如桌面高出地面0.8m ，线断后小球垂直桌面边缘飞出，落地点离桌面的水平距离为多少？13.如图所示，半径为R ，内径很小的光滑半圆管竖直放置．两个质量均为m 的小球a 、b 以不同的速度进入管内，a 通过最高点A 时，对管壁上部的压力为3mg ，b 通过最高点A 时，对管壁下部的压力为0.75mg ，求a 、b 两球落地点间的距离．14.平抛一物体，当抛出1s 后它的速度方向与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平方向成60°角，求： （1）初速度v 0； （2）落地速度v 2；（3）开头抛出时距地面的高度； （4）水平射程．15.地球的两颗人造卫星质量之比m 1：m 2=1：2，圆周轨道半径之比r 1：r 2=1：2． 求：（1）线速度之比； （2）角速度之比； （3）运行周期之比； （4）向心力之比．参考答案1.BD【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体3、绕地球表面四周做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星1；物体3与近地卫星2转动半径相同，物体3与同步卫星1转动周期相同，近地卫星2与同步卫星1同是卫星，都是万有引力供应向心力；分三种类型进行比较分析即可． 【解答】解：A 、物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，依据v=r ω， 则v 1＞v 3，卫星2和卫星1都靠万有引力供应向心力，依据 ，解得，知轨道半径越大，线速度越小，则v 2＞v 1．所以v 2＞v 1＞v 3，故A 错误；B 、物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，依据 ，知轨道半径越大，角速度越小，则ω2＞ω1．所以ω1=ω3＜ω2，故B 正确；C 、物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，而加速度a=r ω2， 则a 1＞a 3，卫星2和卫星1都靠万有引力供应向心力，依据=ma ，，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a2＞a1，所以a2＞a1＞a3，故C错误，D正确；故选：BD．2.C【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动时，其向心力由万有引力供应，卫星通过做离心运动或近心运动实现轨道的变化，依据万有引力供应向心力列式求解．【解答】解：A 、卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力供应向心力得：，得，可知卫星的轨道半径越大，速率越小，所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率．故A错误．B、由万有引力供应向心力得：G=mrω2 ，得，则轨道半径大的角速度小，所以卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B错误．C、从轨道1到轨道2，卫星在Q点是做渐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必需使卫星加速，使其所需向心力大于万有引力，所以卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率．故C正确．D、卫星运行时只受万有引力，由G=m得：加速度a=，则知在同一地点，卫星的加速度相等，故D错误．故选：C3.C【考点】万有引力定律及其应用；向心力．【分析】小行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力供应向心力，依据半径关系分析选项即可．【解答】解：小行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力供应圆周运动向心力知：A 、太阳对小行星的引力，由于各小行星轨道半径质量均未知，故不能得出太阳对小行星的引力相同的结论，故A错误；B 、由周期知，由于小行星轨道半径大于地球公转半径，故小行星的周期均大于地球公转周期，即大于一年，故B错误；C、小行星的加速度知，小行星内侧轨道半径小于外侧轨道半径，故内侧向心加速度大于外侧的向心加速度，故C正确；D、线速度知，小行星的轨道半径大于地球半径，故小行星的公转速度小于地球公转的线速度，故D错误．故选：C．4.A【考点】万有引力定律及其应用．【分析】争辩飞船在某行星表面四周沿圆轨道绕该行星飞行，依据依据万有引力供应向心力，列出等式表示出行星的质量．依据密度公式表示出密度．【解答】解：依据密度公式得：A 、依据依据万有引力供应向心力，列出等式：得：代入密度公式得：，故A正确．B、已知飞船的轨道半径，无法求出行星的密度，故B错误．C、测定行星的体积，不知道行星的质量，故C错误．D 、已知飞船的运行速度，依据依据万有引力供应向心力，列出等式得：代入密度公式无法求出行星的密度，故D错误．故选A．5.CD【考点】向心力．【分析】小球在最高点，靠重力和管道的弹力供应向心力，最小速度为零，当v=gR 时，轨道的弹力为零，依据牛顿其次定律小球弹力和速度的关系．【解答】解：A 、由于轨道内壁下侧可以供应支持力，则最高点的最小速度为零．故A 错误．B 、当 v ＞gR ，管道上壁对小球有作用力，依据牛顿其次定律得，mg+F=m R v 2，当速度增大时，弹力F 增大．当v ＜gR ，管道下壁对小球有作用力，依据牛顿其次定律得，mg-N=m Rv 2，速度增大时，弹力减小，速度减小，弹力增大．故C 、D 正确，B 错误． 故选：CD ． 6.B【考点】向心力．【分析】当绳的张力恰好时，依据牛顿其次定律求出临界的最小速度，从而推断水能否从容器中流出．对整体分析，运用牛顿其次定律求出绳子张力的大小．【解答】解：A 、B 、当绳的张力恰好为零时，对水和容器整体，依据牛顿其次定律： mg=mLv2解得：v=gL =6.110⨯=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，D 错误C 、“水流星”通过最高点时，仅受重力，重力恰好完全供应向心力，处于完全失重状态．故C 错误． 故选：B ． 7.B【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】对小球受力分析，受重力和支持力，合力供应向心力，依据牛顿其次定律列式求解即可． 【解答】解：对于任意一个小球，受力如图：将F N 沿水平和竖直方向分解得：F N cos θ=ma …①， F N sin θ=mg …②． 所以有：F N =θsin mg，因此质量大的对筒壁压力大，由于A 、B 两球的质量相等，两球受到的支持力相等，则小球对筒壁压力大小相等，故D 错误；由①：②可得：gcot θ=a ，可知两球的向心加速度大小相等．又 a=r v 2=ω2r=224Tr π所以半径大的线速度大，角速度小，周期大，与质量无关，故B 正确，AC 错误． 故选：B8.B【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】咬合后的两齿轮有两轮边缘上线速度大小相等，依据线速度大小相等和各物理量的关系求解即可． 【解答】解：依据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有v A =v BA 、依据角速度ω和线速度v 的关系v=r ω得角速度与半径成反比：即 ，故A 错误；B 、依据向心加速度a 与线速度v 的关系得，由于v A =v B 所以：，故B 正确；C 、依据同期T 和线速度v 的关系得，由于v A =v B 所以：，故C 错误；D 、依据转速n 和线速度v 的关系v=n2πR 得：由于v A =v B 所以：，故D 错误．故选：B 9.ABC【考点】平抛运动．【分析】该题考查平抛运动，但问题在于：两次抛出的是落在斜面AB 上，还是落在水平面BC 上，或者是一个在斜面上，一个在水平面上．都在斜面上时，两个的水平位移比值最大，都在水平面上时，两个的水平位移的比值最小，两个的水平位移的比值应当在最大与最小值之间．先求出最小值，再求出最大值，即可．【解答】解：A ：若都落在水平面上，运动的时间相等，有公式：x=vt 得：x 1=v 0t ，x 2=3v 0t ，所以：x 1：x 2=1：3；故A 正确；C ：若都落在斜面上，设斜面与水平面的夹角为θ，水平位移：x=vt ，竖直位移： ，则有：，水平位移：，所以：x 1：x 2=1：9．故C 正确；BD ：都落在斜面上时，两个的水平位移比值最大，都在水平面上时，两个的水平位移的比值最小，其他的状况应在两者之间，故B 正确，而D 错误．故选：ABC 10.B【考点】平抛运动；运动的合成和分解．【分析】通过竖直分位移与水平分位移大小相等，求出时间，依据时间可求出竖直方向的分速度以及速度的大小和方向．【解答】解：A 、竖直分位移与水平分位移大小相等，有v 0t=21gt 2，所以运动的时间为t=g v 02，此时竖直方向上的分速度v y =gt=2v 0．故A 、C 错误．B 、平抛运动瞬时速度的大小为v=220y v v +=5v 0，故B 正确；D 、此时水平方向上的位移的大小为x=v 0t=gv 22，由于此时竖直分位移与水平分位移大小相等，所以此时物体运动的位移的大小为gv x 2222=，故D 错误．故选B 11.见解析【考点】万有引力定律及其应用；竖直上抛运动；向心力．【分析】以初速度v 0竖直上抛一物体，物体在重力作用下做匀减速直线运动，当物体速度减为0时，物体上升到最大高度，已知初速度末速度和位移，依据匀变速直线运动的速度位移关系可以求出该星球表面的重力加速度g ，卫星绕星球表面做匀速圆周运动，重力供应万有引力，据此列式可得卫星运行的周期和线速度． 【解答】解：（1）由于上抛物体做匀减速直线运动，已知初速度v 0、末速度v=0、位移为h ，据： v 02=2gh（2）卫星贴近表面运转，重力供应万有引力，答：（1）该星球表面的重力加速度是；（2）假如要在这个星球上放射一颗贴近它表面运行的卫星，该卫星做匀速圆周运动的线速度是，周期是．12.见解析【考点】向心力；平抛运动．【分析】（1）球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，由线的拉力供应向心力，依据牛顿其次定律分别对开头时和断开前列方程，结合条件：线断开前的瞬间线的拉力比开头时大40N ，求解线的拉力；（2）设线断时小球的线速度大小为v ，此时绳子的拉力供应向心力，依据向心力公式即可求得速度；（3）小球离开桌面时做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由高度求出时间，依据水平方向做匀速直线运动求出水平距离．【解答】解：（1）小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用；重力mg、桌面弹力F N和细线的拉力F，重力mg和弹力F N平衡，线的拉力供应向心力，有：F n=F=mω2R，设原来的角速度为ω0，线上的拉力是F0，加快后的角速度为ω，线断时的拉力是F1，则有：F1：F0=ω2：ω02=9：1，又F1=F0+40N，所以F0=5N，线断时有：F1=45N．（2）设线断时小球的线速度大小为v，由F1= ，代入数据得：v=5m/s．（3）由平抛运动规律得小球在空中运动的时间为：t=s=0.4s，则落地点离桌面的水平距离为：x=vt=5×0.4=2m．答：（1）线断裂的瞬间，线的拉力为45N；（2）这时小球运动的线速度为5m/s；（3）落地点离桌面的水平距离为2m．13.见解析【考点】牛顿其次定律；平抛运动；向心力．【分析】对两个球分别受力分析，依据合力供应向心力，求出速度，此后球做平抛运动，正交分解后，依据运动学公式列式求解即可．【解答】解：两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．对A球：3mg+mg=m解得v A =对B球：mg﹣0.75mg=m 解得v B =由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移为：s A=v A t=v A= 4Rs B=v B t=v B=R∴s A﹣s B=3R即a、b两球落地点间的距离为3R．14.见解析【考点】平抛运动．【分析】（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．将两秒后的速度进行分解，依据v y=gt求出竖直方向上的分速度，再依据角度关系求出平抛运动的初速度．（2）将落地的速度进行分解，水平方向上的速度不变，依据水平初速度求出落地时的速度．（3）依据落地时的速度求出竖直方向上的分速度，再依据vy2=2gh求出抛出点距地面的高度．（4）依据落地时竖直方向上的分速度，运用v y=gt求出运动的时间．再依据x=v0t求出水平射程．【解答】解：如图，水平方向v x=v0，竖直方向v y=gt，1 s时速度与水平成45°角，即θ=45°由于tanθ=所以v x=v y初速度：v0=gt=10 m/s落地时，cosα=α=60°所以落地速度v2==20 m/s并且落地时竖直速度v y′=v x•tanα=10m/s飞行时间t=s抛出时高度：h=gt2=15 m水平射程：s=v0t=10m．答：（1）初速度为10 m/s；（2）落地速度为20 m/s；（3）开头抛出时距地面的高度为15m；（4）水平射程为10m．15.见解析【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．【分析】（1）依据万有引力充当向心力，产生的效果公式可得出线速度和轨道半径的关系，可得结果；（2）依据圆周运动规律可得线速度和角速度以及半径的关系，直接利用上一小题的结论，简化过程；（3）依据圆周运动规律可得运行周期和角速度之间的关系，直接利用上一小题的结论，简化过程；（4）依据万有引力充当向心力可得向心力和质量以及半径的关系．【解答】解：设地球的质量为M，两颗人造卫星的线速度分别为V1、V2，角速度分别为ω1、ω2，运行周期分别为T1、T2，向心力分别为F1、F2；（1）依据万有引力和圆周运动规律得∴故二者线速度之比为．（2）依据圆周运动规律 v=ωr 得∴故二者角速度之比为．（3）依据圆周运动规律∴故二者运行周期之比为．（4）依据万有引力充当向心力公式∴故二者向心力之比为 2：1．。
高中物理第六章圆周运动典型例题(带答案)
高中物理第六章圆周运动典型例题单选题1、如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈。
圆盘在电机带动下由静止开始转动，角速度缓慢增加。
每个石子的质量都相同，（石子与圆盘间的动摩擦因数μ均相同。
则下列判断正确的是（）A．红石子先被甩出B．红、绿两种石子同时被甩C．石子被甩出的轨迹一定是沿着切线的直线D．在没有石子被甩出前，红石子所受摩擦力小于绿石子的答案：DABD．由受力分析可知，由静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知f=mω2r知当角速度增大时，静摩擦力也增大，由于绿石子的半径大于红石子的半径，绿石子的的静摩擦力大于红石子的静摩擦力，且绿石子的静摩擦力先达到最大值，所以绿石子先被甩出，故AB错误，D正确；C．被甩出时做离心运动，轨迹为曲线，故C错误。
故选D。
2、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。
3、如图，在水平圆盘上沿半径放有质量均为m＝3kg的两物块a和b（均可视为质点），两物块与圆盘间的动摩擦因数均为μ=0.9，物块a到圆心的距离为r a=0.5m，物块b到圆心的距离为r b=1m。
v〈√gr,水流星中的水会流出来吗？——一次精彩演示实验之后的质疑与反思
王 中伟．
厦 门集 美 中学 ， 建 省 厦 门市 ３ １ ２ 福 ６０ １
摘 要 ： 文 就 作 者 亲 历 的 一 次 公 开 示 范课 上 的 演 示 实验 ， 出了进 一 步 的反 思和 质 疑 。 本 提
关键词 ： 水流 星 ； 示 实验 ； 演 质疑 ； 思 反
中圈 分 类 号 ： ６ ３ ７ Ｇ ３ ．
在高 中物理 新课 程的 实施过程 中 ， 我们 若 能 针对 性地 实施 心理 干预 ， 能促进 师 生克 服心 理 就 危 机 ， 上 符合 物 理 教育 规律 的教 学 轨道 ， 升 走 提
新 课程下 的物 理教 学质量 。 以上 是笔 者 的一些 观 点和方法 ， 同行们 共商榷 。 与
学 习、 仿操作 、 模 独立训 练 。
３ ３ 对 课 后 作 业 以 及 应 试 策 略 的 心 理 问 题 ．
右 。 就是 说 ８ 选择题 ， 也 道 普通 学校平 均 只答对 ３
题 ， 均得 １ 分 。 ０ ９ 平 ８ ２ ０ 年课 改首届 高 考物理 难度
普 通学校 的学生往 往更 容易气 馁 ， 教师 也 常
时 ， 个 老师 提 出质 疑 ： ￣ ， 一 ＜ ／ 水流 星 中的水
会 流 出来 吗？ 他说 此 时水 流 星 处 于 完 全 失 重 状 态 ， 不会 流 出 ！ 水 笔者 忽然 想起 ， 去年 ｌ ２月 所 上 的 一 堂 公 开
2020-2021学年人教版(2019)高一物理必修第二册第六章圆周运动测试卷(解析版)
圆周运动测试卷一、选择题(共12小题，共40分.1～8题只有一项符合题目要求，每题3分.9～12题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分) 1．如图所示，一个半径R＝2 m的圆环以直径AB为轴匀速转动，转动周期T＝2 s，环上M、N两点和圆心的连线与AB转轴的夹角分别为30°和60°，则M、N两点的角速度和线速度分别是()A．πrad/s，πm/s；πrad/s, 3πm/sB．πrad/s,2πm/s；πrad/s, 3πm/sC．πrad/s,4πm/s；πrad/s, 3πm/sD．πrad/s,2πm/s；2πrad/s, 3πm/s2．如图，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的四分之一光滑圆轨道水平相切于O点，O点在水平地面上．可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点A，从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点，不计空气阻力，g＝10 m/s2.则B点与O点的竖直高度差为()A.(3－5)2R B.(3＋5)2RC.(3－5)10R D.(3＋5)10R3．如图所示，质量为m的物体从半径为R的半球形碗边缘向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v.若物体滑到最低点时受到的摩擦力是f，重力加速度为g，则物体与碗间的动摩擦因数为()A.fmg B.fmg＋mv2RC.f mg－m v2RD.fmv2R4．杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝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，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是(g取10 m/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 N5．一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑圆环的半径为R＝20 cm，环上有一穿孔的小球，质量为m，小球仅能沿环做无摩擦滑动．如果圆环绕着通过环心的竖直轴O1O2以10 rad/s的角速度旋转，则小球相对环静止时和环心O的连线与O1O2的夹角为(g取10 m/s2)()A．30° B．45°C．60° D．75°6．在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的倾斜赛道上做匀速圆周运动．已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．将运动员和自行车看作一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用B．运动员受到的合力大小为m v2R，做圆周运动需要的向心力大小也是m v2 RC．运动员运动过程中线速度不变，向心加速度也不变D．如果运动员减速，运动员将做离心运动7．如图所示，将物块P置于沿逆时针方向转动的水平转盘上，并随转盘一起转动(物块与转盘间无相对滑动)．图中c方向指向圆心，a方向与c方向垂直，下列说法正确的是()A．若物块P所受摩擦力方向为a方向，则转盘匀速转动B．若物块P所受摩擦力方向为b方向，则转盘匀速转动C．若物块P所受摩擦力方向为c方向，则转盘加速转动D．若物块P所受摩擦力方向为d方向，则转盘减速转动8．为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴上固定两个薄圆盘A、B，A、B平行相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min，子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔半径的夹角是30°，如图所示，则该子弹的速度可能是()A．360 m/s B．720 m/sC．1 440 m/s D．108 m/s9．关于向心加速度，以下说法中正确的是()A．物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度B．物体做圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度C．物体做圆周运动时的加速度的方向始终指向圆心D．物体做匀速圆周运动的加速度的方向始终指向圆心10．如图所示，都江堰水利工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构成，科学地解决了江水自动分流(鱼嘴分水堤四六分水)、自动排沙(鱼嘴分水堤二八分沙)、控制进水流量(宝瓶口与飞沙堰)等问题，消除了水患.1998年灌溉面积达到66.87万公顷，灌溉区域已达40余县．其排沙主要原理是()A．沙子更重，水的冲力有限B．弯道离心现象，沙石更容易被分离C．沙石越重，越难被分离D．沙石越重，越易被分离11．如图所示，在光滑水平面上钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，如图所示，现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做匀速圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是()A．小球的线速度变大B．小球的角速度变小C．小球的向心加速度不变D．细绳对小球的拉力变小12．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析中正确的是()A．螺丝帽的重力与其受到的最大静摩擦力平衡B．螺丝帽受到塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心C．此时手转动塑料管的角速度ω＝g μrD．若塑料管的转动加快，螺丝帽有可能相对塑料管发生运动二、实验题(共14分)13．(6分)如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边竖直安装一个改装了的电火花计时器．(电火花计时器每隔相同的时间间隔打一个点)(1)请将下列实验步骤按先后排序：________.①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触②接通电火花计时器的电源，使它工作起来③启动电动机，使圆形卡纸转动起来④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值(2)要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．A．秒表B．毫米刻度尺C．圆规D．量角器(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果________(选填“有”或“无”)影响．14．(8分)如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：(1)该同学采用的实验方法为________．A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组v、F数据，如下表所示：②若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的Fv2图线可得圆柱体的质量m＝________kg.(结果保留两位有效数字)三、计算题(本题共4个题，共46分．有必要的文字说明、公式和重要演算步骤，只写答案不得分)15．(10分)在一水平放置的圆盘上面放有一劲度系数为k的弹簧，如图所示．弹簧的一端固定在轴O上，另一端拴一质量为m的物体A，物体A与盘面间的动摩擦因数为μ.开始时弹簧未发生形变，长度为R，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．重力加速度为g，求：(1)圆盘的转速n0为多大时，物体A开始滑动？(2)当转速达到2n0时，弹簧的伸长量Δx是多少？16．(10分)如图所示，一个小球质量为m，在半径为R的光滑管内的顶部A 点水平飞出，恰好又从管口B点射入管内，则：小球在A点对上侧管壁有弹力作用还是对下侧管壁有弹力作用？作用力为多大？(重力加速度为g)17．(13分)如图所示，一小球从平台上抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑斜面并下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8 m，重力加速度g ＝10 m/s2，(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：(1)小球水平抛出的初速度v0是多少；(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少；(3)若斜面顶端高H＝20.8 m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端．18．(13分)某电视台《快乐向前冲》节目中的场地设施如图所示．AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R，角速度为ω，铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H.选手抓住悬挂器，可以在电动机带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动．选手必须做好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上．设人的质量为m(不计身高大小)，人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g，假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零．则：(1)为保证他落在距圆心12R 范围内不会被甩出转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？(2)若已知H ＝5 m ，L ＝9 m ，R ＝2 m ，a ＝2 m /s 2，g ＝10 m /s 2，在(1)的情况下，选手从某处C 点释放能落到转盘上且不被甩出转盘，则他是从平台出发后经过多长时间释放悬挂器的？(结果可保留根号)第六章测试卷1．答案：A解析：圆环上每一点的角速度都是相等的，由ω＝2πT 可求得ω＝π rad/s ；M 点做圆周运动的半径为1 m ，N 点做圆周运动的半径为 3 m ，由v ＝rω可求得v M ＝π m/s ，v N ＝3π m/s.2．答案：A解析：小球刚好能通过A 点，则在A 点重力提供向心力，则有：mg ＝m v 2R 2，解得：v ＝gR2，从A 点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移x ＝v t ，竖直方向的位移h ＝12gt 2，根据几何关系有：x 2＋h 2＝R 2，解得：h ＝(5－1)R 2，B 点与O 点的竖直高度差Δh ＝R －h ＝R －(5－1)R 2＝(3－5)R2，故A 正确，B 、C 、D 错误．3．答案：B解析：设在最低点时碗底对物体的支持力为F N ，则F N －mg ＝m v 2R ，解得F N ＝mg ＋m v 2R .由f ＝μF N ，解得μ＝f mg ＋m v 2R，选项B 正确．4．答案：B 解析：水流星在最高点的临界速度v ＝gL ＝4 m/s ，由此知绳的的拉力恰为零，且水恰不流出，故选择B 正确．5．答案：C解析：小球受到重力mg 和圆环的支持力N 两个力的作用，两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg tan θ＝mω2r ，又r ＝R sin θ，所以cos θ＝g ω2R ＝12，故θ＝60°，选项C 正确．6．答案：B 解析：A 错：向心力是效果力，将运动员和自行车看作一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力的作用．B 对：运动员做匀速圆周运动，受到的合力提供向心力，所以运动员受到的合力大小为m v 2R ，做圆周运动需要的向心力大小也是m v 2R .C 错：运动员运动过程中线速度大小不变，向心加速度大小也不变，方向变化．D 错：如果运动员做减速运动，则需要的向心力F ＝m v 2R ，可知需要的向心力随v 的减小而减小，供给大于需要，所以运动员不可能做离心运动．7．答案：D解析：P 所受摩擦力沿a 方向，摩擦力方向和速度方向相同，不能提供物块做圆周运动所需的向心力，A 错误；P 所受摩擦力沿b 方向，摩擦力方向和速度的夹角是锐角，物块随转盘做加速运动，B 错误；P 所受摩擦力沿c 方向，摩擦力方向和速度方向垂直，物块随转盘做匀速圆周运动，C 错误；P 所受摩擦力沿d 方向，摩擦力方向和速度方向的夹角为钝角，物块随转盘做减速转动，D 正确．8．答案：C解析：子弹的速度是很大的，一般方法很难测出，利用圆周运动的周期性，可以比较方便地测出子弹的速度．由于圆周运动的周期性，在求解有关运动问题时，要注意其多解性．子弹从A 盘到B 盘，盘转动的角度θ＝2πn ＋π6(n ＝0,1,2,3，…)． 盘转动的角速度ω＝2πT ＝2πf ＝2πn ＝2π×3 60060 rad/s ＝120π rad/s.子弹在A 、B 间运动的时间等于圆盘转动θ角所用的时间， 即2 m v ＝θω，所以v ＝2ωθ＝2×120π2πn ＋π6m/s(n ＝0,1,2,3，…)． v ＝1 44012n ＋1m/s(n ＝0,1,2,3，…)． n ＝0时，v ＝1 440 m/s ； n ＝1时，v ≈110.77 m/s ； n ＝2时，v ＝57.6 m/s ； 故C 符合题意． 9．答案：AD解析：物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度；物体做变速圆周运动时，向心加速度只是合加速度的一个分量，A 正确、B 错误．物体做匀速圆周运动时，只具有向心加速度，加速度方向始终指向圆心；物体做变速圆周运动时，圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度不再指向圆心，C 错误、D 正确．10．答案：BD解析：排沙的原理是当水流流过弯道时，由于水运动的速度比沙石大，所以水更容易向凹岸做离心运动，所以在弯道处沙石与水更容易被分解，A 错误，B 正确；沙石越重，运动的速度越小，则越容易与水分离，C 错误，D 正确．11．答案：BD解析：在绳子完全被释放后与释放前相比，小球所受的拉力与速度垂直，不改变速度大小，故A 错误．由于v ＝ωr ，v 不变，r 变大，则角速度ω变小，故B 正确．小球的加速度a ＝v 2r ，r 变大，向心加速度变小，故C 错误．细绳对小球的拉力F ＝ma ＝m v 2r ，r 变大，细绳对小球的拉力变小，故D 正确．故选BD.12．答案：AC解析：螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力，螺丝帽在竖直方向上没有加速度，根据牛顿第二定律知，螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡，故A 正确．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B 错误．根据牛顿第二定律得N ＝mω2r ，f m ＝mg ，又f m ＝μN ，联立得到ω＝gμr ，故C 正确．若塑料管的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N 增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对塑料管发生运动，故D 错误．13．答案：(1)①③②④ (2)D (3)无解析：(1)该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，使卡纸转动，再打点，最后取出卡纸进行数据处理，故排序为①③②④.(2)要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器，故选D. (3)由于点跟点之间的角度没变化，所以对测量角速度无影响． 14．答案：(1)B (2)①如解析图所示 ②0.18(0.17～0.19均可)解析：(1)实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的实验方法是控制变量法，故选B.(2)①作出F v 2图线，如图所示．②根据F ＝m v 2r 知，图线的斜率k ＝m r ，则有：m r ≈910，代入数据解得m ＝0.18 kg.15．答案：(1)12π μg R (2)3μmgRkR －4μmg解析：(1)当圆盘转速较小时，静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力、摩擦力的合力提供向心力．圆盘刚开始转动时，物体A 所受静摩擦力提供向心力，则有μmg ≥mRω2又因为ω0＝2πn0由以上两式得n0≤12πμg R即当n0＝12πμgR时，物体A开始滑动．(2)当n>n0时，物体A所受的最大静摩擦力不足以提供向心力，物体A相对圆盘滑动，稳定时有μmg＋kΔx＝mrω21ω1＝2π·2n0，r＝R＋Δx由以上各式解得Δx＝3μmgR kR－4μmg.16．答案：对下侧管壁有压力12mg解析：从A运动到B，小球做平抛运动，则有R＝v A tR＝12gt2得v A＝Rg2若小球对上、下管壁均无压力，则mg＝m v2 R得v＝Rg因为v A<Rg，所以管壁对小球有向上的作用力则mg－F N1＝m v2AR解得F N1＝12mg由牛顿第三定律，小球对下侧管壁有压力，大小F N1＝12mg.17．答案：(1)3 m/s(2)1.2 m(3)2.4 s 解析：(1)由于刚好沿斜面下滑v2y＝2gh tan 37°＝v0 v y解得v0＝3 m/s(2)有题可得h＝12gt21s＝v0t1联立解得：s＝1.2 m t1＝0.4 s (3)有题可得mg sin 53°＝macos 37°＝Hss ＝v 合t 2＋12at 22 联立解得：t 2＝2 s t 总＝t 1＋t 2＝2.4 s 18．答案：(1)ω≤2μgR (2)2 s ≤t ≤(11－1) s 解析：(1)设人落在距圆心12R 处不会被甩出，最大静摩擦力提供向心力，则有：μmg ≥mω2·12R即转盘转动的角速度满足：ω≤2μgR .(2)选手从某处C 点释放能落到转盘上且不被甩出转盘，则选手需落在距离圆心半径为12R 的范围以内．设水平加速段位移为x 1，时间为t 1；平抛运动的水平位移为x 2，时间为t 2.Ⅰ.若选手落在圆心的左侧12R 处，则加速时有：x 1＝12at 21，v ＝at 1平抛运动阶段：x 2＝v t 2，H ＝12gt 22解得平抛运动的时间：t 2＝ 2Hg ＝2×510 s ＝1 s 全程水平方向：x 1＋x 2＝L －12R 代入数据，联立各式解得：t 1＝2 sⅡ.若选手落在圆心的右侧12R 处，则加速时有：x 1＝12at 21，v ＝at 1全程水平方向：x 1＋x 2＝L ＋12R代入数据，联立以上各式解得：t 1＝(11－1) s选手从某处C 点释放能落到转盘上且不被甩出转盘，则他从平台出发后到释放悬挂器的时间为：2 s ≤t ≤(11－1) s.。
水流星原理
水流星原理水流星原理被公认为是一种非常有趣和受人尊重的物理理论。
这一物理原理最初被提出并阐释由古典物理家苏格拉底所做的研究。
它实际上是一种运动定律，描述了两个以上物体之间的相互作用，尤其是液体之间的相互作用。
国际通用的水流星原理是苏格拉底结合早期的实验研究和观测所提出的一种力学原理，它可以用来描述物体在受到外力作用时，偏离其原先的运动轨道的情况。
根据水流星原理，物体在受到外力作用时，物体会向外力的作用方向偏离其原先的运动轨道方向，因此形成了一个弯曲的轨迹。
水流星原理也适用于描述两种不同的液体之间的相互作用，即液体的流动会处于下列两种情况之一：当液体A是液体B的不相容性溶质（例如：石油溶于水中）时，液体A会在液体B的影响下形成一种特殊的流动状态；同样，当液体B是液体A的不相容性溶质（例如：水溶于油中）时，液体B也会在液体A的影响下形成一种特殊的流动状态。
这种情况下，液体A和液体B仍然会处于不平衡的状态，但是当外力作用的时候，两者之间的相互作用会偏离其原来的运动轨道，从而形成一个弯曲的轨迹，也就是水流星的效果。
此外，水流星原理也可以用来描述其他物质在受到外力作用时，如何经历弯曲运动。
例如：光线受到重力作用时会出现弯曲现象。
由于它的质量较轻，因此光线受力的程度也较小，其弯曲现象也比更重的物体要轻微。
但是，光线也会受到外力的影响，按照水流星原理，光线也会向外力的作用方向偏离其原先的运动轨道，从而形成一个弯曲的轨迹。
另一方面，水流星原理也可以用来描述流体动力学中的涡旋和旋涡湍流的产生机制。
涡旋和旋涡湍流都是流体动力学中一种普遍存在的运动状态，它们能够描述流体中水滴的旋转、翻滚以及两个以上物体之间的相互作用情况。
根据水流星原理，当液体受到外力的影响时，液体的流动会偏离原来的方向，从而形成一个漩涡和一个涡旋，水滴在涡旋和漩涡中会翻滚，从而形成旋涡湍流的效果。
总之，水流星原理是一种非常有趣的物理原理，它用来描述两个以上物体之间的相互作用，包括液体之间的相互作用，光线在受到外力作用时形成弯曲轨道，以及流体动力学中涡旋和旋涡湍流的产生机制等。
公开课功能关系
v gr
实例二：过山车
思考：过山车为什么在最高点也不会掉下来？
FN G
v Fn mg FN m 当v gr 时，FN = 0 r 要想保证过山车在最高点不掉下来， 此时速度 v gr Nhomakorabea2
针对训练1：
半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在 圆桶最低点，如图所示。小车以速度v向右做匀速运动、当 小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度可 能为（ ） A．等于V2/2g B． 大于V2/2g C．小于 V2/2g D．等与2R
针对训练2：
如图所示，一个半径为R的圆轨道竖 直固定在水平地面上，斜面AB与圆轨道在 B点相切，在圆轨道B点处开有一小孔，有 一可看作质点的小球从斜面上距离地面高 为h的A点无初速滚下，从B点进入圆轨道， 所有摩擦不计．关于小球的运动情况，下 述说法中正确的是( ) A．只有当h≥2.5R，小球才不会脱离轨 B．只要当h≥2R，小球就不会脱离轨道 C．当h≥R时，小球一定会脱离圆轨道 D．当h<R时，小球不会脱离轨道
(1)若 v0＝5.0 m/s，则小物块到达 B 点时的速度为多大？ (2)若 v0＝5.0 m/s，小物块到达竖直圆轨道的最高点时对轨 道的压力为多大？ (3)为了使小物块在竖直圆轨道上运动时能够不脱离轨道， v0 大小应满足什么条件？
例3： 质量m、带电量q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂
在O点，现在该区域加一竖直向下的匀强电场，场强为E， 为使小球在运动中悬线不松驰，求：小球在最低点的速度 应满足什么条件？
B
O C
A
mq
E
针对训练3：
如图所示，在E＝1×103 N/C的竖直 匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道 QPN竖直放置与一水平绝缘轨道MN相切 连接，P为QN圆弧的中点，其半径R＝40 cm，一带负电电荷量q＝10－4 C的小滑块 质量m＝20 g，与水平轨道间的动摩擦因 数μ＝0.4，从位于N点右侧x＝1.5 m处以 初速度v0向左运动，取g＝10 m/s2.求：
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水流星中的水真的会流出吗
作者：王鹏
来源：《新课程·中旬》2013年第04期
在近期圆周运动的教学中，水流星的问题无疑是圆周运动中的一个经典的模型。
在水流星过最高点时的条件也是学生解决此类问题的难点，但是最近发现很多学生教辅用书上都出现了水流星过最高点水能否流出的问题。
本人认为此处出现了一点与实际相违背的问题。
题目：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，在竖直平面内做圆周运动。
若“水流星”通过最高点的速度为
v=4m/s，不计空气阻力，g=10m/s2，则下列说法中正确是（）
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，绳的张力和容器底受到的压力均为0
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
分析：水流星在最高点的临界速度v=■=4m/s，由此知道绳子的拉力为零，水流星的水便不会流出。
所以C正确，A、B、D错。
言外之意，当水流星在最高点的速度小于■时，水流星中的水便会流出。
在学生所用的众多教辅用书中也都提到了水流星在最高点时的速度等于■是水流星中水能不能流出的临界状态。
自然也被众多的学生所接受。
我们不妨来仔细分析一下，当水流星在最高点的速度小于■时，水所受到的重力大于水做圆周运动所需要的向心力，从而水会偏离原来的圆形轨道做近心运动。
而我们是否想过，此时装水的桶所受的重力也是大于桶做圆周运动所需要的向心力，桶不是同样要偏离圆形轨道而做近心运动吗？此时水和桶都偏离圆形的轨道。
如果水和桶的轨道相同的话，水自然会安静地待在桶里。
试分析一下，偏离圆形轨道的瞬间，水和桶具有相同的初速度，而接下来的运动中，水和桶又都只受到重力的作用，试问，它们的轨道会不同吗？这就相当于我们在学习抛体运动中经常遇到的问题，装满水的瓶子，把瓶盖打开，不管你向什么方向扔出，此时处于完全失重状态，瓶中的水都不会流出。
而水流星在最高点的速度小于
■时，水和桶一起离开圆形轨道自然也是在做一个抛体运动，
水又如何能流出呢？
就此问题，在课堂上和课下也多次通过实验来验证水到底会不会因为在最高点的速度小于■而流出，多次的试验让事实给了我们最好的答案，水怎样也不会流出。
因此，此类问题我看改成“当水流星在最高点的速度小于■，水流星将不会沿着圆形轨
道运动”更为确切。
在现实的表演中若在最高点的速度小于■也就意味着表演的失败，而不能说水会流出。
参考文献：
何玉林.水流星常见问题之浅见.中学物理教学参考，2006（02）.
（作者单位浙江省桐庐县桐庐中学）。