《高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天基础课时10圆周运动（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天基础课时10圆周运动（含解析）（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课时10圆周运动一、单项选择题1.电风扇的扇叶的重心如果不在转轴上，转动时会使风扇抖动，并加快转轴磨损。调整时，可在扇叶的一区域通过固定小金属块的办法改变其重心位置。如图1所示，A、B是两调整重心的金属块(可视为质点)，其质量相等，它们到转轴O的距离rArB。扇叶转动后，它们的()图1A向心加速度相等 B线速度大小相等C向心力FAFB D角速度AB解析因为两调整重心的金属块A、B固定在风扇上，因此两者绕轴O一起转动，具有相同的角速度，故D错误；根据向心加速度公式a2r，得aAaB，由线速度与角速度的关系vr，得vAvB，由向心力公式Fm2r，得FAFB，故C正确，A、B错误。答案C2甲、乙
2、两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为12，转动半径之比为12，在相同的时间里甲转过60，乙转过45，则它们的向心力大小之比为()A14 B23 C49 D916解析m1m212，r1r212，121243，向心力Fm2r，故F1F249，故C正确。答案C3.光盘驱动器读取数据的某种方式可简化为以下模式，在读取内环数据时，以恒定角速度方式读取，而在读取外环数据时，以恒定线速度的方式读取。如图2所示，设内环内边缘的半径为R1，内环外边缘半径为R2，外环外边缘半径为R3。A、B、C分别为各边缘线上的点。则读取内环上A点时的向心加速度大小和读取外环上C点时的向心加速度大小之比为()图2A. B. C
3、. D.解析内环外边缘和外环内边缘为同一圆。A与B角速度相等，向心加速度之比为。B与C线速度相等，向心加速度之比为；读取内环上A点时的向心加速度大小和读取外环上C点时的向心加速度大小之比为，选项D正确。答案D4(2016江西南昌月考)如图3所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是()图3A当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为cB当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力C当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为aD当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为b解析转盘匀速转动时，重力和支持力平衡，合外力(摩擦力)提供物块做圆周
4、运动的向心力，故摩擦力方向指向圆心O点，A正确，B错误；当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力，可能指向b，故C错误；当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向与a方向相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力，可能指向d，故D错误。答案A5如图4所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则()图4A绳的张力可能为零B桶对物块的弹力不可能为零C随着转动的角速
5、度增大，绳的张力保持不变D随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大解析当物块随圆桶做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡，因此绳的张力为一定值，且不可能为零，A、D项错误，C项正确；当绳的水平分力提供向心力的时候，桶对物块的弹力恰好为零，B项错误。答案C6如图5所示，倾角为30的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板，质量为m的小球从斜面上高为处静止释放，到达水平面时恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积，不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动时对挡板的压力是()图5A0.5mg Bmg C1.5mg D2mg解析设小球运动至斜面最低点(即进入水平面上的半圆形挡板)时的速
6、度为v，由机械能守恒定律得mgmv2，解得v；依题意可知，小球贴着挡板内侧做匀速圆周运动，所需要的向心力由挡板对它的弹力提供，设该弹力为FN，则FNm，将v代入解得FNmg；由牛顿第三定律可知，小球沿挡板运动时对挡板的压力大小等于mg，故选项B正确。答案B7(2013江苏单科，2)如图6所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()图6AA的速度比B的大BA与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小解析A、B绕竖直轴匀速转动的
7、角速度相等，即AB，但rArB，根据vr得，A的速度比B的小，选项A错误；根据a2r得，A的向心加速度比B的小，选项B错误；A、B做圆周运动时的受力情况如图所示，根据F向m2r及tan 知，悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角小，选项C错误；由图知FT，所以悬挂A的缆绳受到的拉力小，选项D正确。答案D8.如图7所示，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab，且Oaab，已知b球质量为a球质量的3倍。当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时，Oa和ab两线的拉力之比为()图7A13 B16 C43 D76解析设a球质量为m，则b球
8、质量为3m，由牛顿第二定律得，对a球：FOaFabm2xOa对b球：Fab3m2(xOaxab)由以上两式得，Oa和ab两线的拉力之比为FOaFab76，D正确。答案D二、多项选择题9铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关。还与火车在弯道上的行驶速度v有关。下列说法正确的是()A速率v一定时，r越小，要求h越大B速率v一定时，r越大，要求h越大C半径r一定时，v越小，要求h越大D半径r一定时，v越大，要求h越大解析火车转弯时，圆周平面在水平面内，火车以设计速率行驶时，向心力刚好由重力G与轨道支持力FN的合力来提供，如图所示，则有mg
9、tan ，且tan sin ，其中L为轨间距，是定值，有mg，通过分析可知A、D正确。答案AD10.如图8所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下列说法中正确的是()图8AQ受到桌面的支持力变大BQ受到桌面的静摩擦力变大C小球P运动的角速度变大D小球P运动的周期变大解析根据小球做圆周运动的特点，设细线与竖直方向的夹角为，故FT，FTFT。对金属块受力分析由平衡条件FfFTsin
10、mgtan ，FNFTcos MgmgMg，故在增大时，Q受到的支持力不变，静摩擦力变大，A选项错误，B选项正确；设细线的长度为L，由mgtan m2Lsin ，得，故角速度变大，周期变小，故C选项正确，D选项错误。答案BC11. (2016山东潍坊期中)如图9所示为用绞车拖物块的示意图。拴接物块的细绳被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。已知轮轴的半径R0.5 m，细绳始终保持水平，被拖动物块的质量m1 kg，与地面间的动摩擦因数0.5，轮轴的角速度随时间变化的关系是2t(rad/s)，g10 m/s2。以下判断正确的是()图9A物块做匀速运动B物块做匀加速直线运动，加速度大小是1 m
11、/s2C细绳对物块的拉力是5 ND细绳对物块的拉力是6 N解析物块的速度等于圆盘边缘转动的线速度，vRt(m/s)，由vat知物块的加速度为1 m/s2，即物块做a1 m/s2的匀加速直线运动，故B正确；对物块受力分析，由牛顿第二定律可知FTFfma，Ffmg，解得FT6 N，故D正确。答案BD三、非选择题12.如图10所示，有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内，已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为，半球形碗的半径为R，求小球做圆周运动的速度大小及碗壁对小球的弹力大小。图10解析由题图可知，小球做匀速圆周运动的圆心为O，运动半径为rRsin ，小球受重力G及碗对小球弹力FN的作用，向心力为弹力的水平分力，受力分析如图所示。由牛顿第二定律得FNsin m竖直方向上小球的加速度为零，所以竖直方向上所受的合力为零，即FNcos mg解得FN联立两式，可解得物体做匀速圆周运动的速度为v。答案7
