2022-2023学年第二学期高一物理人教版（2019） 6.4 生活中的圆周运动 课时作业 （含解析）
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年第二学期高一物理人教版（2019） 6.4 生活中的圆周运动 课时作业 （含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-15 08:53:56 | ||
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文档简介
6.4 生活中的圆周运动
一、单选题
1．一细绳一端固定于O点，另一端系一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球通过圆周的最低点时，小球受到（ ）．
A．重力、绳子拉力和向心力作用 B．重力和绳子拉力作用
C．重力和向心力作用 D．绳子拉力和向心力作用
2．航天飞机环绕地球做匀速圆周运动时，宇航员处于完全失重状态，下列说法正确的是（ ）
A．重力正好提供向心力 B．宇航员不受重力作用
C．宇航员不受任何力的作用 D．宇航员受力平衡
3．竖直面内固定一个内部光滑的圆管，管的半径为r，管内有个直径和管的内径相差不多的小球（可看成质点），质量为m，在管内做圆周运动．小球到达最高点时，对管壁的压力大小为3mg，则小球在经过最高点时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．2
4．如图所示，甲，乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动（无滑动），甲圆盘与乙圆盘的半径之比r甲：r乙=3：1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（ ）
A．滑动前m1与m2的角速度之比ω1：ω2=3：1
B．滑动前m1与m2的向心加速度之比a1：a2=1：3
C．随着转速慢慢增加，m1先开始滑动
D．随着转速慢慢增加，m2先开始滑动
5．如图所示，公园的“魔法旋转圆盘”绕过圆心的竖直轴在水平面内匀速转动，一小孩站在圆某处的P点（非圆心）相对圆盘静止。下列说法正确的是（ ）
A．小孩在P点相对圆盘静止，因此他不受摩擦力作用
B．若使圆盘以较小的转速（不为零）转动，则小孩在P点受到的摩擦力为零
C．若小孩随圆盘一起做变速圆周运动，则其所受摩擦力方向不指向圆心
D．若小孩在距离圆心更近的另一点相对圆盘静止，则小孩受到的摩擦力增大
6．质量为的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁为。若秋千板摆到最低点时，小孩运动速度的大小是，忽略板的质量，则每一根绳上的拉力是（ ）
A． B． C． D．
7．如下图所示，光滑水平面上钉两个钉子A和B，相距为20cm．用长度为1m的细绳，一端系一只质量为0.4kg的小球，另一端固定在钉子上．开始时小球与钉子A、B均在同一直线上，然后使小球以2m/s的速率，开始在水平面上作匀速圆周运动．若绳子能承受的最大张力是4N，那么从开始到绳断所经历的时间是( )
A．0.9πs B．1.2πs C．1.4πs D．2.4πs
8．如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v， 图像如乙图所示下列说法正确的是（ ）
A．当地的重力加速度大小为
B．小球的质量为
C．时，杆对小球弹力方向向上
D．若，则杆对小球弹力大小为a
二、多选题
9．如图所示，轻绳的一端系一小球，另一端固定于点，在点的正下方点钉颗一钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时( )
A．小球的角速度突然变大
B．小球的瞬时速度突然变大
C．绳上拉力突然变小
D．球的加速度突然变大
10．“南昌之星”摩天轮位于江西省南昌市红谷滩新区红角洲赣江边上的赣江市民公园，是南昌市标志性建筑。该摩天轮总高度为160米，转盘直径为153米，比位于英国泰晤士河边的135米高的“伦敦之眼”摩天轮还要高。游人乘坐时，转轮始终不停地匀速转动。下列说法中正确的是（ ）
A．每时每刻每个人受到的合力都不等于零
B．每个乘客都在做加速度为零的匀速运动
C．乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变
D．乘客在乘坐过程中有失重和超重的感觉
11．如图所示，用一根不可伸长的轻绳悬挂一个小球，把小球拉开一个角度后释放，小球就会在竖直平面内来回摆动．已知A、B为两侧的最高点，为最低点，在小球从向点运动的过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳对球的拉力就是向心力
B．绳的拉力逐渐变大
C．绳的拉力总是大于球的重力
D．小球所受力的合力方向与速度方向的夹角不大于
12．如图所示，长为L=0.5 m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m=3 kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为v=2 m/s ，g取10 m/s2．则（ ）
A．小球通过最高点时，向心力大小是6 N
B．小球通过最低点时，向心力大小是24 N
C．小球通过最高点时，对杆作用力的大小为6 N
D．小球通过最低点时，对杆作用力的大小为24 N
三、解答题
13．在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯．( )
14．某游乐设施如图所示，由半圆形APB和直线BC组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细管内径大得多），轨道内壁光滑。已知APB部分的半径，BC段长。弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道水平抛出，落地点D离C点的水平距离为，桌子的高度，不计空气阻力，取，求：
（1）小球水平初速度的大小。
（2）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。（结果可以是整数、小数、分数或带根号）
15．如图所示，一倾斜的匀质圆盘可绕垂直于盘面的固定中心轴转动，盘面上离转轴距离为l=6.25cm处有一质量为m=0.4kg的小物体（可视为质点）静止在倾斜的匀质圆盘上，物体与盘面间的动摩擦因数为，盘面与水平面的夹角为θ=30°。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）若小物体与圆盘始终保持相对静止，求圆盘匀速转动角速度的最大值；（计算结果保留根式）
（2）若小物体与圆盘始终保持相对静止，当圆盘匀速转动的角速度达最大值时，求小物体运动到最高点时所受摩擦力；
（3）若小物块在最高点不受摩擦力，求此时小物块的角速度和线速度大小。（计算结果保留根式）
参考答案：
1．B
【详解】当小球通过圆周的最低点时，小球受到重力和绳子拉力作用，两个力的合力充当向心力；
A．重力、绳子拉力和向心力作用，与结论不相符，选项A错误；
B．重力和绳子拉力作用，与结论相符，选项B正确；
C．重力和向心力作用，与结论不相符，选项C错误；
D．绳子拉力和向心力作用，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
2．A
【详解】ABC．宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态，此时并不是说人不受重力的作用，而是宇航员受的重力正好充当向心力，BC错误A正确；
D．宇航员受的重力正好充当向心力，产生向心加速度，并不是处于受力平衡状态，D错误。
故选A。
3．D
【详解】如果上壁对小球有作用力，则根据牛顿第二定律可得
解得
若下壁对小球有作用力，则受到向上3mg和向下mg的作用力，合力没有指向圆心，不符合题意。
故选D。
4．D
【详解】A．由题意可知，线速度
又
根据
可知
即
A错误；
B．由
得
B错误；
C．、所受向心力由摩擦力提供，则
又
故先滑动，C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】AB．以小孩为研究对象，受到：重力、支持力和静摩擦力，受力如图所示
小孩相对圆盘静止，与圆盘一起做匀速圆周运动，所需要的向心力在水平面内指向圆心，重力G与支持力FN在竖直方向上，G与FN二力平衡，不可能提供向心力，因此小孩作圆周运动的向心力由静摩擦力f提供。故AB错误；
C．小孩随圆盘一起做变速圆周运动时，向心力只是小孩受到的摩擦力的沿着半径方向的一个分量，所以其所受摩擦力方向不指向圆心，故C正确；
D．根据牛顿第二定律得
转速n增大时，f增大，故D错误。
故选C。
【点睛】本题关键对做圆周运动的物体进行受力分析，明确做匀速圆周运动的物体需要向心力，向心力是效果力，它由物体所受的合外力提供。
6．B
【详解】设每一根绳上的拉力为T，不计秋千板的质量，根据牛顿二定律
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．C
【详解】当绳子拉力为4N时，根据向心力公式得： F＝m，解得：r＝0.4m，而小球每转半圈，长度减小20cm，所以小球转的半圆周数为：n3，转过3个半圆后，以最大张力4N继续转动半周，所以从开始到绳断所经历的时间为：ts＝1.4πs，故ABD错误，C正确．
8．D
【详解】A．通过图乙分析可知：当，时，小球做圆周运动的向心力由重力提供，即
得
故A错误；
B．当，时，重力与弹力N大小相等，即
所以
故B错误；
C．当时，杆对小球的弹力方向与小球重力方向相同，竖直向下，故
时杆对小球的弹力方向竖直向下，故C错误；
D．若时，根据牛顿第二定律有
解得杆对小球弹力大小
方向竖直向下，故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】AB.因为碰到钉子前后瞬间水平方向没有作用力，瞬时速度大小不变；但因为圆周半径变小，，角速度变大，A正确B错误．
CD.根据可知，球的加速度变大；根据向心力方程，可知，绳的拉力变大，C错误D正确．
10．AD
【详解】AB．匀速圆周运动不是匀速运动，而是非匀变速运动，物体所受的合力提供向心力，每时每刻指向圆心，其大小恒定，故A正确，B错误；
CD．人在乘坐过程中，人对座位的压力在最低点时最大，最大值为
人于超重状态；在最高点时，人对座位的压力最小，最小值为
处于失重状态，故C错误，D正确。
故选AD。
11．BD
【详解】A、如图所示受力分析可知，绳子的拉力与重力沿绳方向的分力的合力提供向心力，即，A错误；
B、当小球从A运动到O的过程中，速度越来越大，由可知， 需要的向心力越来越大，同时变小，变大，又，则绳子拉力逐渐增大，B正确；
C、在A点时，，，故C错误；
D、在小球从向点运动的过程，做加速运动，合力做正功，即小球所受力的合力方向与速度方向的夹角不大于，D正确．
故选BD．
12．BC
【详解】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．在最低点，杆子一定表现为拉力，拉力和重力的合力提供圆周运动的向心力．
AC、设在最高点杆子表现为拉力，则有 ，代入数据得，F=-6N，则杆子表现为推力，大小为6N．所以小球对杆子表现为压力，大小为6N．故A错误，C正确．
BD、在最低点，杆子表现为拉力，有 ，代入数据得，F=54N．在最低点的向心力为 故B对、D错误
故选BC
点睛：杆子带着在竖直平面内的圆周运动，最高点，杆子可能表现为拉力，也可能表现为推力，取决于速度的大小，在最低点，杆子只能表现为拉力．然后利用向心力公式求解即可．
13．×
【详解】在绝对光滑的水平路面上汽车不受摩擦力作用，则没有力提供做圆周运动的向心力，则汽车不可以转弯，此说法错误．
14．（1）5m/s；（2）25.1N
【详解】（1）根据小球在桌边平抛运动可知
，
代入数据，解得
（2）对小球受力分析可得，水平方向受到的细管的支持力提供小球圆周运动的向心力，竖直方向受到的重力与细管竖直方向的支持力平衡。即
，
细圆管对小球的作用力F为
代入数据，解得
15．（1）；（2）1N，方向沿圆盘面向上；（3），
【详解】（1）由于小物体随匀质圆盘做匀速圆周运动，其向心力由小物体受到的的合力提供，在最低点时所受的摩擦力最大，根据牛顿第二定律
解得圆盘匀速转动角速度的最大值
代入数据解得
（2）设当圆盘匀速转动角速度达最大值时，小物体在最高点所受摩擦力大小为f，方向沿圆盘面向上，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
f=1N
方向沿圆盘面向上。
（3）小物块在最高点不受摩擦力，根据牛顿第二定律有
解得小物块在最高点不受摩擦力时的角速度
代入数据解得
小物块在最高点不受摩擦力时的线速度大小
一、单选题
1．一细绳一端固定于O点，另一端系一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球通过圆周的最低点时，小球受到（ ）．
A．重力、绳子拉力和向心力作用 B．重力和绳子拉力作用
C．重力和向心力作用 D．绳子拉力和向心力作用
2．航天飞机环绕地球做匀速圆周运动时，宇航员处于完全失重状态，下列说法正确的是（ ）
A．重力正好提供向心力 B．宇航员不受重力作用
C．宇航员不受任何力的作用 D．宇航员受力平衡
3．竖直面内固定一个内部光滑的圆管，管的半径为r，管内有个直径和管的内径相差不多的小球（可看成质点），质量为m，在管内做圆周运动．小球到达最高点时，对管壁的压力大小为3mg，则小球在经过最高点时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．2
4．如图所示，甲，乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动（无滑动），甲圆盘与乙圆盘的半径之比r甲：r乙=3：1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（ ）
A．滑动前m1与m2的角速度之比ω1：ω2=3：1
B．滑动前m1与m2的向心加速度之比a1：a2=1：3
C．随着转速慢慢增加，m1先开始滑动
D．随着转速慢慢增加，m2先开始滑动
5．如图所示，公园的“魔法旋转圆盘”绕过圆心的竖直轴在水平面内匀速转动，一小孩站在圆某处的P点（非圆心）相对圆盘静止。下列说法正确的是（ ）
A．小孩在P点相对圆盘静止，因此他不受摩擦力作用
B．若使圆盘以较小的转速（不为零）转动，则小孩在P点受到的摩擦力为零
C．若小孩随圆盘一起做变速圆周运动，则其所受摩擦力方向不指向圆心
D．若小孩在距离圆心更近的另一点相对圆盘静止，则小孩受到的摩擦力增大
6．质量为的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁为。若秋千板摆到最低点时，小孩运动速度的大小是，忽略板的质量，则每一根绳上的拉力是（ ）
A． B． C． D．
7．如下图所示，光滑水平面上钉两个钉子A和B，相距为20cm．用长度为1m的细绳，一端系一只质量为0.4kg的小球，另一端固定在钉子上．开始时小球与钉子A、B均在同一直线上，然后使小球以2m/s的速率，开始在水平面上作匀速圆周运动．若绳子能承受的最大张力是4N，那么从开始到绳断所经历的时间是( )
A．0.9πs B．1.2πs C．1.4πs D．2.4πs
8．如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v， 图像如乙图所示下列说法正确的是（ ）
A．当地的重力加速度大小为
B．小球的质量为
C．时，杆对小球弹力方向向上
D．若，则杆对小球弹力大小为a
二、多选题
9．如图所示，轻绳的一端系一小球，另一端固定于点，在点的正下方点钉颗一钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时( )
A．小球的角速度突然变大
B．小球的瞬时速度突然变大
C．绳上拉力突然变小
D．球的加速度突然变大
10．“南昌之星”摩天轮位于江西省南昌市红谷滩新区红角洲赣江边上的赣江市民公园，是南昌市标志性建筑。该摩天轮总高度为160米，转盘直径为153米，比位于英国泰晤士河边的135米高的“伦敦之眼”摩天轮还要高。游人乘坐时，转轮始终不停地匀速转动。下列说法中正确的是（ ）
A．每时每刻每个人受到的合力都不等于零
B．每个乘客都在做加速度为零的匀速运动
C．乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变
D．乘客在乘坐过程中有失重和超重的感觉
11．如图所示，用一根不可伸长的轻绳悬挂一个小球，把小球拉开一个角度后释放，小球就会在竖直平面内来回摆动．已知A、B为两侧的最高点，为最低点，在小球从向点运动的过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳对球的拉力就是向心力
B．绳的拉力逐渐变大
C．绳的拉力总是大于球的重力
D．小球所受力的合力方向与速度方向的夹角不大于
12．如图所示，长为L=0.5 m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m=3 kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为v=2 m/s ，g取10 m/s2．则（ ）
A．小球通过最高点时，向心力大小是6 N
B．小球通过最低点时，向心力大小是24 N
C．小球通过最高点时，对杆作用力的大小为6 N
D．小球通过最低点时，对杆作用力的大小为24 N
三、解答题
13．在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯．( )
14．某游乐设施如图所示，由半圆形APB和直线BC组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细管内径大得多），轨道内壁光滑。已知APB部分的半径，BC段长。弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道水平抛出，落地点D离C点的水平距离为，桌子的高度，不计空气阻力，取，求：
（1）小球水平初速度的大小。
（2）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。（结果可以是整数、小数、分数或带根号）
15．如图所示，一倾斜的匀质圆盘可绕垂直于盘面的固定中心轴转动，盘面上离转轴距离为l=6.25cm处有一质量为m=0.4kg的小物体（可视为质点）静止在倾斜的匀质圆盘上，物体与盘面间的动摩擦因数为，盘面与水平面的夹角为θ=30°。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）若小物体与圆盘始终保持相对静止，求圆盘匀速转动角速度的最大值；（计算结果保留根式）
（2）若小物体与圆盘始终保持相对静止，当圆盘匀速转动的角速度达最大值时，求小物体运动到最高点时所受摩擦力；
（3）若小物块在最高点不受摩擦力，求此时小物块的角速度和线速度大小。（计算结果保留根式）
参考答案：
1．B
【详解】当小球通过圆周的最低点时，小球受到重力和绳子拉力作用，两个力的合力充当向心力；
A．重力、绳子拉力和向心力作用，与结论不相符，选项A错误；
B．重力和绳子拉力作用，与结论相符，选项B正确；
C．重力和向心力作用，与结论不相符，选项C错误；
D．绳子拉力和向心力作用，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
2．A
【详解】ABC．宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态，此时并不是说人不受重力的作用，而是宇航员受的重力正好充当向心力，BC错误A正确；
D．宇航员受的重力正好充当向心力，产生向心加速度，并不是处于受力平衡状态，D错误。
故选A。
3．D
【详解】如果上壁对小球有作用力，则根据牛顿第二定律可得
解得
若下壁对小球有作用力，则受到向上3mg和向下mg的作用力，合力没有指向圆心，不符合题意。
故选D。
4．D
【详解】A．由题意可知，线速度
又
根据
可知
即
A错误；
B．由
得
B错误；
C．、所受向心力由摩擦力提供，则
又
故先滑动，C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】AB．以小孩为研究对象，受到：重力、支持力和静摩擦力，受力如图所示
小孩相对圆盘静止，与圆盘一起做匀速圆周运动，所需要的向心力在水平面内指向圆心，重力G与支持力FN在竖直方向上，G与FN二力平衡，不可能提供向心力，因此小孩作圆周运动的向心力由静摩擦力f提供。故AB错误；
C．小孩随圆盘一起做变速圆周运动时，向心力只是小孩受到的摩擦力的沿着半径方向的一个分量，所以其所受摩擦力方向不指向圆心，故C正确；
D．根据牛顿第二定律得
转速n增大时，f增大，故D错误。
故选C。
【点睛】本题关键对做圆周运动的物体进行受力分析，明确做匀速圆周运动的物体需要向心力，向心力是效果力，它由物体所受的合外力提供。
6．B
【详解】设每一根绳上的拉力为T，不计秋千板的质量，根据牛顿二定律
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．C
【详解】当绳子拉力为4N时，根据向心力公式得： F＝m，解得：r＝0.4m，而小球每转半圈，长度减小20cm，所以小球转的半圆周数为：n3，转过3个半圆后，以最大张力4N继续转动半周，所以从开始到绳断所经历的时间为：ts＝1.4πs，故ABD错误，C正确．
8．D
【详解】A．通过图乙分析可知：当，时，小球做圆周运动的向心力由重力提供，即
得
故A错误；
B．当，时，重力与弹力N大小相等，即
所以
故B错误；
C．当时，杆对小球的弹力方向与小球重力方向相同，竖直向下，故
时杆对小球的弹力方向竖直向下，故C错误；
D．若时，根据牛顿第二定律有
解得杆对小球弹力大小
方向竖直向下，故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】AB.因为碰到钉子前后瞬间水平方向没有作用力，瞬时速度大小不变；但因为圆周半径变小，，角速度变大，A正确B错误．
CD.根据可知，球的加速度变大；根据向心力方程，可知，绳的拉力变大，C错误D正确．
10．AD
【详解】AB．匀速圆周运动不是匀速运动，而是非匀变速运动，物体所受的合力提供向心力，每时每刻指向圆心，其大小恒定，故A正确，B错误；
CD．人在乘坐过程中，人对座位的压力在最低点时最大，最大值为
人于超重状态；在最高点时，人对座位的压力最小，最小值为
处于失重状态，故C错误，D正确。
故选AD。
11．BD
【详解】A、如图所示受力分析可知，绳子的拉力与重力沿绳方向的分力的合力提供向心力，即，A错误；
B、当小球从A运动到O的过程中，速度越来越大，由可知， 需要的向心力越来越大，同时变小，变大，又，则绳子拉力逐渐增大，B正确；
C、在A点时，，，故C错误；
D、在小球从向点运动的过程，做加速运动，合力做正功，即小球所受力的合力方向与速度方向的夹角不大于，D正确．
故选BD．
12．BC
【详解】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．在最低点，杆子一定表现为拉力，拉力和重力的合力提供圆周运动的向心力．
AC、设在最高点杆子表现为拉力，则有 ，代入数据得，F=-6N，则杆子表现为推力，大小为6N．所以小球对杆子表现为压力，大小为6N．故A错误，C正确．
BD、在最低点，杆子表现为拉力，有 ，代入数据得，F=54N．在最低点的向心力为 故B对、D错误
故选BC
点睛：杆子带着在竖直平面内的圆周运动，最高点，杆子可能表现为拉力，也可能表现为推力，取决于速度的大小，在最低点，杆子只能表现为拉力．然后利用向心力公式求解即可．
13．×
【详解】在绝对光滑的水平路面上汽车不受摩擦力作用，则没有力提供做圆周运动的向心力，则汽车不可以转弯，此说法错误．
14．（1）5m/s；（2）25.1N
【详解】（1）根据小球在桌边平抛运动可知
，
代入数据，解得
（2）对小球受力分析可得，水平方向受到的细管的支持力提供小球圆周运动的向心力，竖直方向受到的重力与细管竖直方向的支持力平衡。即
，
细圆管对小球的作用力F为
代入数据，解得
15．（1）；（2）1N，方向沿圆盘面向上；（3），
【详解】（1）由于小物体随匀质圆盘做匀速圆周运动，其向心力由小物体受到的的合力提供，在最低点时所受的摩擦力最大，根据牛顿第二定律
解得圆盘匀速转动角速度的最大值
代入数据解得
（2）设当圆盘匀速转动角速度达最大值时，小物体在最高点所受摩擦力大小为f，方向沿圆盘面向上，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
f=1N
方向沿圆盘面向上。
（3）小物块在最高点不受摩擦力，根据牛顿第二定律有
解得小物块在最高点不受摩擦力时的角速度
代入数据解得
小物块在最高点不受摩擦力时的线速度大小