《考点10 圆周运动-2020年衔接教材新高三一轮复习物理（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《考点10 圆周运动-2020年衔接教材新高三一轮复习物理（解析版）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考点10 圆周运动一、选择题1多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10.在此10 s时间内，火车()A运动路程为600 mB加速度为零C角速度约为1 rad/sD转弯半径约为3.4 km【答案】AD【解析】由svt知，s600 m，A对.在弯道做圆周运动，火车加速度不为零，B错.由10 s内转过10知，角速度rad/srad/s0.017 rad/s，C错.由vr知，rm3.4 km，D对2(多选)如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕O点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中a，b分别表示小球运动轨道的最
2、低点和最高点，则杆对小球的作用力可能是()Aa处为拉力，b处为拉力Ba处为推力，b处为推力Ca处为推力，b处为拉力Da处为拉力，b处为推力【答案】AD【解析】小球在a点杆对球的作用力一定为拉力，但小球在b点时如果速度等于时不受力，大于时受拉力，小于时受推力，A、D正确3甲、乙两物体均做匀速圆周运动，甲的转动半径为乙的一半，当甲转过60时，乙在这段时间里正好转过45，则甲、乙两物体的线速度之比为()A14B23C49D916【答案】B【解析】当甲转过60时，乙在这段时间里正好转过45，由角速度的定义式，有：甲的转动半径为乙的一半，根据线速度与角速度的关系式vr可得：4汽车在公路上行驶一般不打滑，
3、轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长某国产轿车的车轮半径约为30 cm，当该型号轿车在高速公路上行驶时，驾驶员面前的速率计的指针指在“120 km/h”上，可估算出该车车轮的转速为()A1 000 r/sB1 000 r/minC1 000 r/hD2 000 r/s【答案】B【解析】由vr，2n得nr/s17.7 r/s1 000 r/min5如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m，运动的半径为R，角速度大小为，重力加速度为g，则座舱()A运动周期为B线速度的大小为RC受摩天轮作用力的大小始终为mgD所受合力的大小始终为m2R【答案】BD【解析】座舱做匀
4、速圆周运动，合力提供向心力，知周期T、线速度大小vR、受到的合力大小Fm2R，选项B、D正确，A错误；座舱的重力为mg，座舱做匀速圆周运动受到的合力大小不变，方向时刻变化，故座舱受到摩天轮的作用力大小不可能始终为mg，选项C错误6(多选)A，B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比sAsB23，转过的角度之比AB32，则下列说法正确的是()A它们的半径之比rArB23B它们的半径之比rArB49C它们的周期之比TATB23D它们的频率之比fAfB23【答案】BC【解析】由路程之比sAsB23，可得vAvB23，由角度之比AB32，可得AB32，由公式vr、和T得：它们的
5、半径之比rArB49；它们的周期之比TATB23，它们的频率之比fAfB33.B、C正确7(多选)关于匀速圆周运动的说法，正确的是()A匀速圆周运动的速度大小保持不变，所以做匀速圆周运动的物体没有加速度B做匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向时刻都在改变，所以必有加速度C做匀速圆周运动的物体，加速度的大小保持不变，所以是匀变速(曲线)运动D匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变，但加速度的方向始终指向圆心，加速度的方向时刻都在改变，所以匀速圆周运动既不是匀速运动，也不是匀变速运动【答案】BD【解析】速度和加速度都是矢量，做匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向时刻在改变，速度时刻发
6、生变化，必然具有加速度加速度大小虽然不变，但方向时刻改变，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动故本题选B、D8.如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA2RB，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的是()Ava2vbBb2aCvcvaDbc【答案】B【解析】由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮边缘的线速度大小相同，故vavb，故A错误；根据vR可得aRAbRB，abRBRA12，即b2a，故B正确；又由于a与c在同一个圆上，故ac，则b2c，由vR得vavc21，即va2vc，故C、D错误9.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度
7、.下图是某一变速车齿轮传动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则下列选项正确的是()A当B轮与C轮组合时，两轮边缘上的点的线速度之比vBvC73B当B轮与C轮组合时，两轮的周期之比TBTC37C当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD14D当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD41【答案】C【解析】四个轮的半径比为rArBrCrD484218128732；B与C组合时vBvC，由可得BCrCrB37；TBTCCB73，故A、B均错误.A与D组合时，vAvD，ADrDrA2814，故C正确，D错误10.如图，一质量为2.0103kg的汽车在水平公路上行驶，路
8、面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4104N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是()A汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4104NC汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑D汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2【答案】D【解析】汽车转弯时受到重力、地面的支持力以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得FfFnm，解得vm/sm/s20m/s，所以汽车转弯的速度为20 m/s时，所需的向心力小于1.4104N，
9、汽车不会发生侧滑，B、C错误；汽车能安全转弯的向心加速度a7.0 m/s2，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2，D正确11.(多选)用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示.则下列说法正确的是()A小球通过最高点时，绳子张力可以为0B小球通过最高点时的最小速度为0C小球刚好通过最高点时的速度是D小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与小球所受重力方向相反【答案】AC【解析】设小球通过最高点时的速度为v，由合力提供向心力及牛顿第二定律得mgFTm.当FT0时，v，故选项A正确；当v时，FT0，而绳子只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故选项
10、B、D错误；当v时，FT0，小球能沿圆弧通过最高点.可见，v是小球能沿圆弧通过最高点的条件二、非选择题12.如图所示为汽车在水平路面做半径为R的大转弯的后视图，悬吊在车顶的灯左偏了角，则：(1)车正向左转弯还是向右转弯？(2)车速是多少？(3)若(2)中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，则车轮与地面的动摩擦因数是多少？【答案】(1)向右转弯(2)(3)tan【解析】(1)向右转弯(2)对灯受力分析知mgtanm得v(3)车刚好不打滑，有MgM得tan13在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的最大速度为108 km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.
11、4倍(g取10 m/s2)(1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？(2)如果高速公路上设计了圆弧拱桥作立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？【答案】(1)225 m(2)90 m【解析】(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有m0.4mg，由速度v30 m/s，得：r225 m.(2)汽车过拱桥，看做在竖直平面内做圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有mgFNm，为了保证安全，车对路面的压力必须大于零有mgm
12、，v30 m/s，则R90 m14质量m1 000 kg的汽车通过一拱形桥时的速率恒定，拱形桥的半径R10 m。(重力加速度g取10 m/s2)试求：(1)汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度大小；(2)汽车在最高点对拱形桥的压力为零时汽车的速率。【答案】(1)5m/s(2)10 m/s【解析】(1)汽车在最高点的受力如图所示：有mgFNm当FNmg时，汽车速度vm/s5m/s。(2)汽车在最高点对拱形桥的压力为零时，有mgm解得vm/s10 m/s。15如图所示，质量m2.0104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20 m如果桥面承受的压力不
13、得超过3.0105N，则：(1)汽车允许的最大速度是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10 m/s2)【答案】(1)10 m/s(2)1105N【解析】(1)汽车在凹形桥最低点时存在最大允许速度，由牛顿第二定律得：FNmgm代入数据解得v10 m/s(2)汽车在凸形桥最高点时对桥面有最小压力，由牛顿第二定律得：mgFN1，代入数据解得FN11105N.由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力等于1105N16杂技演员在做“水流星”表演时，用一根细绳两端各系一只盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做半径相同的圆周运动，如图所示杯内水的质量m0.5 kg，绳长l60 c
14、m，g10 m/s2.求：(1)在最高点水不流出的最小速率(2)水在最高点速率v3 m/s时，水对杯底的压力大小【答案】(1)m/s(2)10 N【解析】(1)当杯子运动到最高点时，水恰好不流出时速率最小，此时由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得：mgm由题设知，杯子圆周运动的半径为rl两式联立解得：vminm/sm/s(2)以杯中水为研究对象，设在最高点时杯底对水的弹力为F，由水的重力和杯底的弹力的合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：mgFm解得：Fmmg0.5(10)N10 N由牛顿第三定律得水对杯底的压力大小为10 N17.如图所示，在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1 g的小球，试管的开口端与水平轴O连接试管底与O相距5 cm，试管在转轴带动下在竖直平面内做匀速圆周运动求：(1)转轴的角速度达到多大时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍？(2)转轴的角速度满足什么条件时，会出现小球与试管底脱离接触的情况？(g取10 m/s2)
