《高考物理计算题复习《圆周运动》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理计算题复习《圆周运动》（解析版）（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 圆周运动一、计算题1. 如图，小球做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为，线长为L，小球质量为m，重力加速度为g.求： (1)绳子对小球的拉力的大小(2)小球运动的向心加速度大小(3)小球运动的角速度2. 如图，小球A在倒立的圆锥的水平面内做匀速圆周运动，小球圆周运动的半径r，圆锥倾角，重力加速度g。 求小球运动的线速度v角速度3. 儿童乐园中，一个质量为10kg的小孩骑在木马上随木马一起在水平面内匀速转动。已知转轴距木马5m远，每10s转1圈，把小孩的转动看作匀速圆周运动，求：(1)小孩转动的角速度。(2)小孩转动的线速度。(3)小孩转动的向心加速度。4. 有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图
2、如图，长为L的钢绳一端系着质量为m的座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，且与竖直方向的夹角为，重力加速度g.不计钢绳的重力，求： (1)钢绳对座椅的拉力T；(2)转盘匀速转动时的角速度5. 如图，水平桌面中心O处有一个小孔，用细绳穿过光滑小孔，绳两端各系质量M=0.6kg的物体A和m=0.3kg的物体B,A的中心与圆孔的距离为0.2m.(g取10m/s2) (1)如果水平桌面光滑且固定，求A物体做匀速圆周运动的角速度应是多大？(2)如果水平桌面粗糙，且与A之间的最大摩擦力为1N，现使此平面绕中心轴线水平转动，角速度
3、在什么范围内，A可与平面处于相对静止状态？6. 如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块，A离轴心r1=20cm，B离轴心r2=30cm，A、B与盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍求： (1)若细线上没有张力，圆盘转动的角速度应满足什么条件？(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动，则盘转动的最大角速度多大？(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时，烧断细绳，则A、B将怎样运动？(g取10m/s2)7. 如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r=20cm处放置一小物块，其质量为m=2kg，物块与圆盘间的动摩擦因数=0.5.当圆盘
4、转动的角速度=2rad/s时，物块随圆盘一起转动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2.求：(1)物块的线速度大小；(2)物块的向心加速度大小；(3)欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？8. 如图所示，一根长为3l，可绕O轴在竖直平面内无摩擦转动的细杆AB，已知OA=2l，OB=l，质量相等的两个球分别固定在杆的A、B端，由水平位置自由释放，求轻杆转到竖直位置时两球的速度分别为多大？9. 一物体沿半径为10m的圆形轨道在水平面内做匀速圆周运动，线速度为10m/s，在A点运动方向为正北，经14周期运动至B点，在B点运动方向为正东，如图所示，求：(
5、1)物体从A到B过程通过的路程和位移(2)物体运动的角速度和向心加速度的大小10. 如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1.0m，BC段长L=1.5m.弹射装置将一个质量为0.1kg的小球(可视为质点)以v0=3m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，桌子的高度h=0.8m，不计空气阻力，g取10m/s2.求：(1)小球在半圆轨道上运动时的角速度、向心加速度a的大小及圆管在水平方向上对小球的作用力大小；(2)小球从A点运动到B点的时间t；(3)小球在空中做平抛运动
6、的时间及落到地面D点时的速度大小11. 如图所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd，边长L，距地面的高度为H，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A和小物块B，当小球A以速度v在玻璃板上绕O点做匀速圆周运动时，AO间的距离为r.已知A的质量为mA，重力加速度g(1)求小球的角速度；(2)求小物块B的质量mB；(3)当小球速度方向平行于玻璃板ad边时，剪断细线，则小球落地前瞬间的速度多大？12. 如图所示，用一根长为l=1m的细线，一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角=37，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速
7、圆周运动的角速度为时，细线的张力为T.(g取10m/s2，结果可用根式表示)求：(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度0至少为多大？(2)若细线与竖直方向的夹角为60，则小球的角速度为多大？13. 如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B(A、B球均可视为质点)，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内按如图方向转动，已知球B运动到最高点时(如图甲)，球B对杆恰好无作用力求： 图甲 图乙 (1)球B在最高点时，杆的角速度大小；(2)球B在最低点时(如图乙)，杆的角速度大小14. 如图所示装置可绕竖直轴OO转动，可视为质点的小球A与两
8、细线连接后分别系于B、C两点，当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹角=37.已知小球的质量m=1kg，细线AC长L=1m.(重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8) (1)若装置匀速转动，细线AB刚好被拉直成水平状态，求此时的角速度1的大小；(2)若装置匀速转动的角速度2=563rad/s，求细线AB和AC上的张力大小FTAB、FTAC15. 一汽车发动机的曲轴的转速n=2400r/min，求： (1)曲轴转动的周期与角速度大小； (2)距转轴r=0.2m处的线速度大小。16. 质量为1.5kg的物体做匀速圆周运动，5s内沿半径为10m的圆周运动了10
9、0m，求：(1)物体线速度的大小；(2)物体所受向心力大小。17. 如图所示，长度为L的细绳，一端连接质量为m的小球，另一端固定在O点，让其在水平面内做匀速圆周运动，当细绳与竖直方向成角时，重力加速度为g，求： (1)细绳受到的拉力多大？(2)小球运动的角速度的大小？18. 做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为20m的圆周运动100m，试求物体做匀速圆周运动时：(1)线速度的大小；(2)角速度的大小；(3)向心加速度的大小。19. 对于走时准确的时钟，求(1)秒针、分针、时针三者的角速度之比1：2：3=？(2)时针与分针的尖端从相距最近到相距最远所需的最短时间？20. 如图所示，在光滑的水平
10、桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m=1kg的小球A，另一端连接质量M=4kg的重物B.(g取10m/s2) (1)当球A沿半径为R=0.1m的圆做匀速圆周运动，其角速度为=10rad/s时，B对地面的压力是多少？(2)要使B物体对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？21. 如图所示，圆形玻璃平板半径为r，一质量为m的小木块放置在玻璃板的边缘，随玻璃板一起绕圆心O在水平面内做匀速圆周运动玻璃板转动的周期为T.求： (1)木块的角速度大小；(2)木块的线速度大小；(3)木块所受摩擦力的大小22. 地球同步卫星圆周轨道到地球中心的距离是地球半径的7倍，已知地球表面的重力加速度为
11、g，地球半径为R，试求：(1)同步卫星在轨道上运动的向心加速度大小a；(2)同步卫星在轨道上做匀速圆周运动的线速度大小v23. 如图甲所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量m1=m2=1kg的A、B两个物块，B物块用长为l=0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连.两个物块和传感器的大小均可不计，细线能承受的最大拉力为Fm=8N，A、B间的动摩擦因数为1=0.4，B与转盘间的动摩擦因数为2=0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F.(g取10m/s2) (1)求A物块能
12、随转盘匀速转动的最大角速度(2)随着转盘角速度增大，细线中刚好产生张力时转盘的角速度为多大(3)试通过计算写出传感器的读数F随转盘的角速度变化的函数关系式，并在图乙的坐标系中作出F2图像答案和解析1.【答案】解：(1)小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，小球的合力提供向心力，如图，则得：T=mgcos；(2)根据牛顿第二定律得：mgtan=ma，得：a=gtan(3)由向心加速度公式a=2r，r=Lsin，解得：=gLcos答：(1)绳子对小球的拉力的大小为mgcos；(2)小球运动的向心加速度大小为gtan；(3)小球运动的角速度为gLcos【解析】(1)小球做匀速圆周运动，由合外
13、力提供向心力先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，进一步求绳子对小球的拉力的大小(2)根据合外力提供向心力，列式求解小球运动的向心加速度大小；(3)由向心加速度公式a=2r即可求解角速度向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，作出受力图，运用牛顿第二定律进行求解2.【答案】解：(1)对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式，得mgtan=mv2r解得：v=grtan(2)根据角速度和线速度的关系，得=vr=gtanr【解析】(1)小球受重力和支持力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出绳子的合力大小，根据牛顿第二定
14、律和向心力公式求出小球做圆周运动的线速度；(2)根据线速度和角速度的关系求出角速度。本题的关键知道小球做匀速圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。3.【答案】解：(1)小孩转动的角速度为：=t=210=0.63rad/s(2)根据v=r得小孩转动的线速度为：v=r=0.635m/s=3.2m/s(3)根据an=2r得小孩转动的向心加速度为：an=(0.63)25m/s2=2.0m/s2【解析】根据角速度定义式=t可求角速度，然后利用线速度、向心加速度与角速度和半径间的关系求可解线速度和向心加速度。本题考查匀速圆周运动的几个物理量，关键是记住定义式，以及它们之间的关系。4.【答案】解：(1)当转盘转动时，钢绳对它的拉力T及其自身重力的合力提供向心力，则有：Tcos=mg解得T=mgcos(2)座椅到中心轴的距离：R=r+Lsi
