《2011届高考物理一轮复习练习及解析4练习九匀速圆周运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高考物理一轮复习练习及解析4练习九匀速圆周运动（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金典练习九 匀速圆周运动选择题部分共 10 小题，每小题 6 分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个 选项正确，有的小题有多个选项正确.1.下列能反映坐在行驶的公共汽车内的乘客发生与离心运动有关的现象的是( ) A.乘客突然向前倾倒 B.乘客突然向后倾倒 C.乘客上下振动 D.乘客因汽车向左转弯而向右倾倒 解析：当物体做圆周运动时，才会发生离心运动，故 D 选项正确. 答案：D2.如图所示，汽车以某一速率通过半圆形拱桥的顶点，下列关于汽车在该处受力情况 (空气阻力不计)的说法中，正确的是( ) A.汽车受重力、支持力和向心力的作用 B.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
2、C.汽车所受的向心力就是重力 D.汽车所受的重力和支持力的合力充当向心力 解析：汽车受重力、支持力、路面阻力和牵引力的作用，其中重力与支持力的合力提 供向心力. 答案：D3.图示是便携式放音机基本运动的结构示意图，则在正常播放音乐时，保持不变的是( ) A.磁带盘边缘的线速度大小 B.磁带盘的角速度 C.磁带盘的转速 D.磁带盘的周期 解析：磁带放音机的播放原理为磁带上的磁信号感应磁头上的线 圈转化成电信号.为了保持放音速度平稳，压带轮和主轴要确保磁带 传送的线速度大小恒定，故 A 选项正确. 答案：A4.如图所示，放置在水平圆盘上的小物块 A 跟着圆盘一起做匀速圆周 运动.则 A 的受力情况
3、是( ) A.受重力、支持力 B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C.受重力、支持力、向心力和摩擦力 D.以上均不正确 解析：物块 A 在水平圆盘上，受到竖直向下的重力 G、竖直向上的支持力 FN的作用， 这两个力是一对平衡力. 至于物块 A 是否受摩擦力，方向如何，必须由运动状态才可确定.摩擦力的方向可由牛 顿第二定律判断，由于物块 A 随圆盘做圆周运动，具有指向圆心的向心加速度，故其必受 向心力的作用.由于重力和支持力均不能提供向心力，这样只有 A 受到的摩擦力充当向心力， 因此，物块 A 受到摩擦力的作用且摩擦力一定指向圆心.由此可知，做匀速圆周运动的物块 A 相对圆盘有沿半径向外的运
4、动趋势.所以 B 选项正确. 答案：B 5.图示为一种“滚轮平盘无级变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和 可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动.如 果滚轮不打滑，那么主动轴转速 n1、从动轴转速 n2、滚轮半径 r 以及滚轮中心距离主动轴 轴线的距离 x 之间的关系是( )A.n2n1 B.n2n1xrrxC.n2n1 D.n2n1x2r2xr解析：滚轮与平盘接触处的线速度相等，故有： 1x2r 即 2n1x2n2r可得：n2n1.xr 答案：A6.图示是用以说明向心力与质量、半径之间的关系的仪器，球 P 和 Q 可以在光滑杆上 无摩擦地滑动，
5、两球之间用一条轻绳连接，mP2mQ.当整个装置以角速度 匀速旋转时， 两球离转轴的距离保持不变，则此时( ) A.两球受到的向心力的大小相等 B.P 球受到的向心力大于 Q 球受到的向心力C.rP一定等于 rQ2 D.当 增大时，P 球将向外运动 解析：两球在水平方向上只受到轻绳拉力的作用，故两球受到的向心力大小相等(等于 轻绳张力) 即 mPrP2mQrQ2 由上可知上等式与 的大小无关，随 的增大两球的位置不变，且由 mP2mQ可得：rP rQ.12 答案：AC 7.高速行驶的竞赛汽车依靠摩擦力转弯是有困难的，所以竞赛场地的弯道处做成侧向 斜坡，如果弯道半径为 r，斜坡和水平方向成 角，则
6、汽车完全不依靠摩擦力转弯的速度 大小为( ) A. B.grsin grcos C. D.grtan grcot 解析： 完全不依靠摩擦力转弯时，汽车垂直运动方向平面的受力如图 所示有：F向mgtan mv2r 解得：v.grtan 答案：C8.如图甲所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着 的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩表演.目测体重为 G 的女运 动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角约为 30，重力加速度为 g，则可估 算出该女运动员( ) A.受到的拉力为 G B.受到的拉力为 2G3C.向心加速度为 3g D.向心加速度为 2g 解析： 女运动员的受力情况可简化成
7、如图乙所示，有： Tcos 60G Tsin 60maGtan 60解得：T2G，ag.3答案：B9.如图甲所示，m 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A 为终 端皮带轮.已知皮带轮的半径为 r，传送带与皮带轮间不会打滑.当 m 可被水平 抛出时，A 轮每秒的转数最少为( )A. B. C. D.12grgrgr12 gr解析：方法一 m 到达皮带轮的顶端时，若 mmg，表示 m 受到的重力小于(或等v2r 于)m 沿皮带轮表面做圆周运动的所需的向心力，m 将离开皮带轮的外表面而做平抛运动，又因为转数 n2v2r所以当 v，即转数 n时，m 可被水平抛出gr12gr故选项 A 正确
8、.乙 方法二 建立如图乙所示的直角坐标系.当 m 到达皮带轮的顶端 有一速度时，若没有皮带轮在下面，m 将做平抛运动，根据速度的大 小可以作出平抛运动的轨迹.若轨迹在皮带的下方，说明 m 将被皮带 挡住，先沿皮带轮下滑；若轨迹在皮带的上方，说明 m 立即离开了 皮带轮而做平抛运动. 又因为皮带轮圆弧在坐标系中的函数为：y2x2r2 初速度为 v 的平抛运动在坐标系中的函数为：yr g( )212xv 平抛运动的轨迹在皮带轮上方的条件为：x0 时，平抛运动的轨迹上各点与 O 点间的 距离大于 r，即ry2x2即r，解得：vr12g(f(,v)22x2gr又因皮带轮的转速 n 与 v 的关系为：n
9、v2r可得：当 n时，m 可被水平抛出.12gr答案：A10.如图所示，小球 A 的质量为 2m，小球 B 和 C 的质量均为 m，B、C 两球到结点 P 的轻绳长度相等，滑轮摩擦不计，当 B、C 两 球以某角速度 做圆锥摆运动时，A 球将( ) A.向上做加速运动 B.向下做加速运动 C.保持平衡状态 D.上下振动 解析：设 B、C 做角速度为 的匀速圆周运动时，BP、CP 与竖直方向的夹角为 ，两轻绳的张力 T，B、C 球的向心力 Fmgtan m2r.mgcos 则 BP、CP 两绳对 P 点张力的合力为： T左2Tcos 2mg 故 A 球将保持平衡状态. 答案：C 非选择题部分共 3
10、 小题，共 40 分.11.(13 分)如图所示，有一个置于水平地面上的圆台，其底 A 的半径为 r1，底 B 的半径 为 r2(r2r1)，母线 AB 长为 L.将圆台推动以后它在水平地面上做无相对滑动的匀速滚动， 已知滚动一周的时间为 T.求： (1)圆台在地面上压出的轨迹内径 RA. (2)圆台滚动过程中相对自身轴心转动的角速度 . 解析：(1)设圆台滚动 n 转做完一整体圆周运动，有： 2RAn2r1 2(RAL)n2r2解得：RA.r1Lr2r1(2)由(1)可解得：nLr2r1 故圆台相对自身轴心转动的角速度为：.2nT2L(r2r1)T答案：(1) (2)r1Lr2r12L(r2
11、r1)T12.(13 分)图甲为电动打夯机的示意图，在电动机的转动轴 O 上装一个偏心轮，偏心轮 的质量为 m，其重心离轴心的距离为 r.除偏心轮之外，整个装置其余部分的质量为 M.当电 动机匀速转动时，打夯机的底座在地面上跳动而将地面打实夯紧，试分析并回答： (1)为了使底座刚好跳离地面，偏心轮的最小角速度 0应是多少？ (2)如果偏心轮始终以这个角速度 0转动，底座对地面压力的最大值为多少？ 解析：由题意知，底座刚好跳离地面(或对地压力最大)时，偏心轮(m)的重心刚好在半 径为 r 的圆周上的最高点(或最低点)，分别如图乙、丙所示：乙 丙 (1)M 刚好跳离地面时的受力分析如图乙所示： 所
12、以对 m 有 T1mgm r2 0对 M 有：T1Mg0解得：0.(Mm)gmr(2)M 对地的最大压力为 FNm时的受力分析如图丙所示： 对 m 有：T2mgm r2 0对 M 有：FNmMgT20 解得：FNm2Mg2mg.答案：(1)0 (2)FNm2Mg2mg(Mm)gmr13.(14 分)游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来(如图甲所示). 我们把这种情况抽象为图乙所示的模型：弧形轨道下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形 轨道上端无初速度滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动，其中 M、N 分别为圆轨道 的最低点和最高点.实验发现，只要 h 大于一定值，小球就可以顺
13、利通过圆轨道的最高点.已 知圆轨道的半径 R5.0 m，小球的质量 m1.0 kg，不考虑摩擦等阻力，取 g10 m/s2.(1)为使小球沿圆轨道运动而不掉下来，h 至少为多大？ (2)如果 h15 m，小球通过 M 点时轨道对小球的支持力 FM为多大？ (3)高度 h 越大，小球滑至 N 点时轨道对小球的压力 FN也越大，试推出 FN关于 h 的函 数关系式.解析：(1)小球恰能通过 N 点时有：mgmv2 NR由机械能守恒定律：mg(h2R) mv122 N解得：h R12.5 m.52(2)由机械能守恒定律：mgh mv122 M牛顿第二定律：FMmgmv2 MR 当 h15 m 时，解得：FM70 N. (3)小球从 h 高处释放后至 N 点的过程有：mg(h2R) mv122 N在 N 处有：FNmgmv2 NR解得：FNh5mg4h50 (h12.5 m).2mgR 答案：(1)12.5 m (2)70 N (3)FN4h50 (h12.5 m)
