《高中物理《复习方略》课时提升作业(十一) 第四章 第2讲圆周运动及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理《复习方略》课时提升作业(十一) 第四章 第2讲圆周运动及其应用（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时提升作业(十一)(40 分钟 100 分)一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分。每小题至少一个答案正确,选不全得 3 分)1.(2013台州模拟)质量为 m 的木块从半径为 R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么()A.因为速率不变,所以木块的加速度为零B.木块下滑过程中所受的合外力越来越大C.木块下滑过程中所受的摩擦力大小不变D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心2.如图所示,一质点沿螺旋线自外向内运动,已知其走过的弧长 s 与运动时间 t 成正比,关于该质点的运动,下列说法正确的是()A.小球运动的
2、线速度越来越大B.小球运动的加速度越来越小C.小球运动的角速度越来越大D.小球所受的合外力越来越大3.(2013廊坊模拟)如图所示,光滑水平面上,小球 m 在拉力 F 作用下做匀速圆周运动。若小球运动到 P 点时,拉力 F 发生变化,关于小球运动情况的说法正确的是()A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹 Pa 做离心运动B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹 Pa 做离心运动C.若拉力突然变大,小球将沿轨迹 Pb 做离心运动D.若拉力突然变小,小球将沿轨迹 Pc 运动4.质量不计的轻质弹性杆 P 插在桌面上,杆端套有一个质量为 m 的小球,今使小球沿水平方向做半径为 R 的匀速圆周运动,角速度为 ,如图
3、所示,则杆的上端受到的作用力大小为()A.m 2R B. m22242C. D.不能确定m22+2425.(2013连云港模拟)如图所示,质量为 m 的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动。圆环半径为 R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,则其通过最高点时()A.小球对圆环的压力大小等于 mgB.小球受到的向心力等于 0C.小球的线速度大小等于 gD.小球的向心加速度大小等于 g6.如图是自行车传动结构的示意图,其中是半径为r1的大齿轮,是半径为 r2的小齿轮,是半径为 r3的后轮,假设脚踏板的转速为 n,则自行车前进的速度为()A. B. C. D. 132 231213222317
4、.如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体 A 和 B,它们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时,烧断细线,则()A.两物体均沿切线方向滑动B.物体 B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动,同时所受摩擦力减小C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体 B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体 A 发生滑动,离圆盘圆心越来越远8.(2013咸阳模拟)2011 年 1 月 11 日,我国“歼20”在成都实现首飞,历时 18 分钟,这标志着我国隐形战斗机的研制已达到新的水平。如图所示,“歼20”在竖直平面内做横“8”字形飞行表演,其飞行
5、轨迹 1234561,如果飞机的轨迹可以视为两个相切的等圆,且飞行速率恒定,在 A、B、C、D 四个位置时飞行座椅或保险带对飞行员的作用力分别为FNA、F NB、F NC、F ND,那么以下关于这四个力的大小关系说法正确的是()A.FNA=FNBFNC=FNDC.FNCFNA=FNBFND D.FNDFNA=FNBFNC9.如图所示,用一连接体一端与一小球相连,绕过 O 点的水平轴在竖直平面内做圆周运动,设轨道半径为 r,图中 P、Q 两点分别表示小球轨道的最高点和最低点,则以下说法正确的是()A.若连接体是轻质细绳时,小球到达 P 点的速度可以为零B.若连接体是轻质细杆时,小球到达 P 点的
6、速度可以为零C.若连接体是轻质细绳时,小球在 P 点受到细绳的拉力不可能为零D.若连接体是轻质细杆时,小球在 P 点受到细杆的作用力为拉力,在 Q 点受到细杆的作用力为推力10.(2013玉林模拟)质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b 分别系于一轻质木架上的A 点和 C 点,如图所示,当轻质木架绕轴 BC 以角速度 匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳 a 在竖直方向,绳 b 在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳 b 被烧断的同时木架停止转动,则下列说法不正确的是()A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动B.在绳 b 被烧断瞬间,绳 a 中张力突然增大C.若角速度 较小,小球可在垂直于平
7、面 ABC 的竖直平面内摆动D.若角速度 较大,小球可在垂直于平面 ABC 的竖直平面内做圆周运动二、计算题(本大题共 2 小题,共 30 分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(2013广州模拟)(14 分)如图所示,有一长为 L 的细线,细线的一端固定在 O 点,另一端拴一质量为 m 的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知水平地面上的 C 点位于 O 点正下方,且到 O 点的距离为1.9L。不计空气阻力。(1)求小球通过最高点 A 时的速度 vA;(2)若小球通过最低点 B 时,细线对小球的拉力 FT恰好为小球重力的 6 倍,且小球经过 B 点的瞬
8、间让细线断裂,求小球落地点到 C 点的距离。12.(能力挑战题)(16 分)如图所示,一根长 0.1m 的细线,一端系着一个质量为0.18 kg 的小球,拉住线的另一端,使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的 3 倍时,细线断开,线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大 40 N,求:(1)线断开前的瞬间,线受到的拉力大小;(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度大小;(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边缘的夹角为 60,桌面高出地面 0.8 m,求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离。答案解析1.【解析】选 D。由于木块沿圆弧下滑速率不
9、变,故木块做匀速圆周运动,存在向心加速度,选项 A 错误;由牛顿第二定律得:F 合 =ma=m ,而 v 的大小不变,故合外力v2的大小不变,选项 B 错误;由于木块在滑动过程中与接触面的正压力是变化的,故滑动摩擦力在变化,选项 C 错误;木块在下滑过程中,速度的大小不变,所以向心加速度的大小不变,方向始终指向圆心,选项 D 正确。2.【解析】选 C、D。由于质点走过的弧长 s 与运动时间 t 成正比,质点运动的线速度大小不变,选项 A 错误;由于螺旋线的曲率半径 r 越来越小,由向心加速度公式a= 可知向心加速度越来越大,所受合外力越来越大,选项 B 错误、 D 正确;由角v2速度公式 =
10、可知角速度越来越大,选项 C 正确。v3.【解析】选 A。若拉力突然消失,则小球沿着 P 点处的切线做匀速直线运动,选项A 正确;若拉力突然变小,则小球做离心运动,但由于力与速度有一定的夹角,故小球做曲线运动,选项 B、D 错误;若拉力突然变大,则小球做近心运动,不会沿轨迹Pb 做离心运 动,选项 C 错误。4.【解析】选 C。小球受重力和杆的作用力如图所示:小球做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:F 向 =m2R,故 F= =()2+2向,选项 C 正确。m22+2425.【解析】选 C、D。小球在最高点 时刚好不脱离圆环,则圆环刚好对小球没有作用力,小球只受重力,重力竖直向下提供向心力,选项
11、 A、B 错误;根据牛顿第二定律得 mg=ma,解得小球的向心加速度大小为 a=g,选项 D 正确; 由 a= 得 v= ,v2 g选项 C 正确。6.【解析】选 C。前 进速度即 为轮的线速度,由同一个轮上的角速度相等,同一皮带传动的两轮边缘的线速度相等可得 1r1=2r2,3=2,再有 1=2n,v=3r3,所以 v= ,选项 C 正确。2132【总结提升】传动问题的解题技巧(1)明确皮 带传动 和轮轴的特点。(2)清楚 线速度、角速度、向心加速度与半径的关系,从而能熟练地运用在线速度或角速度相等时,角速度、线速度、加速度与半径的比值关系。(3)同转轴 上各点 相同,而线速度 v=r与半径
12、成正比。(4)不考 虑皮 带打滑的情况,两轮边缘的各点线速度大小相等,而角速度 = 与半v径成反比。另外,由 v、T、f、之间的关系,向心加速度的表达式 an= =2r=v=v2r=42f2r,在应用时,要结合已知条件灵活运用。4227.【解析】选 B、D。当 圆盘转 速加快到两物体刚要发生滑动时,A 物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动,所以烧断细线后,A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力,A 要发生相对滑动,但是 B 仍保持相对圆盘静止状态,故 A、C 选项错误,D 选项正确;而且由于没有了细线的拉力,B 受静摩擦力减小,B 选项正确。8.【
13、解析】选 A。飞机在 A 点和 B 点时受力情况相同 ,即 FNA=FNB,在 A 点对飞行员由牛顿第二定律得 FNA+mg=m ,解得 FNA=m -mg;飞机在 C 点和 D 点时受力情v2 v2况相同,即 FNC=FND,在 C 点对飞行员由牛顿第二定律得 FNC-mg=m ,解得 FNC=mv2+mg,故v2FNA=FNB ,细杆g g的作用力为拉力,如果 vFa,选项 A 错误、B 正确;v2当 比较小时,小球不能摆过 AB 所在高度,选项 C 正确; 当 足够大时,小球在竖直面内能通过 AB 上方最高点,从而做圆周运动,选项 D 正确。11.【解析】(1)小球恰好能做完整的圆周运动
14、,则小球通过 A 点时细线的拉力刚好为零,根据向心力公式有:mg=m , (2 分)v2解得:v A= 。 (2 分)g(2)小球在 B 点时根据牛顿第二定律有:FT-mg=m , (2 分)v2其中 FT=6mg。解得小球在 B 点的速度大小为 vB= 。 (2 分)5细线断裂后,小球从 B 点开始做平抛运动,则由平抛运动的规律得:竖直方向上 1.9L-L= gt2, (2 分)12水平方向上 x=vBt, (2 分)解得:x=3L。 (2 分)即小球落地点到 C 点的距离为 3L。答案：(1) (2)3Lg12.【解题指南】分别列出小球所需向心力的表达式,再利用题中给出的条件,可求出线的拉
15、力及小球的线速度大小,小球离开桌面之后做平抛运动,根据平抛运动知识及方向关系可求出结果。【解析】(1) 线 的拉力提供小球做圆周运动的向心力,设开始时角速度为 0,向心力为 F0,线断开的瞬 间 ,角速度为 ,线的拉力为 FT。F0=m R (22分)FT=m2R (2 分)由得 = = (1F022091分)又因为 FT=F0+40N (2分)由得 FT=45N (1分)(2)设线 断开 时小球的线速度大小为 v,由 FT= 得,m2v= = m/s=5 m/s (3F 450.10.18分)(3)设桌面高度为 h,小球落地经历时间为 t,落地点与飞出桌面点的距离为 x。由 h= gt2 得 t= =0.4s (2 分)12 2x=vt=2m (2 分)则小球飞出后的落地点到桌边缘的水平距离为l=xsin60=1.73m。 (1 分)答案：(1)45N (2)5 m/s(3)1.73 m关闭 Word 文档返回原板块
