《2019版高考物理总复习第四章曲线运动万有引力与航天第3课时圆周运动课时训练教科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理总复习第四章曲线运动万有引力与航天第3课时圆周运动课时训练教科版（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 3 3 课时课时 圆周运动圆周运动1.(2018吉林白山模拟)如图所示,一木块放在圆盘上,圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面 的竖直轴匀速转动,木块和圆盘保持相对静止,那么( B )A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向沿半径背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向沿半径指向圆盘中心 C.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块运动的方向相反 D.因为木块与圆盘一起做匀速转动,所以它们之间没有摩擦力 解析:木块做匀速圆周运动,其合外力提供向心力,合外力的方向一定指向圆盘中心.因为木 块受到的重力和圆盘的支持力均沿竖直方向,所以水平方向上木块一定还受到圆盘对它的摩 擦力,方向沿半径指向圆盘中
2、心,选项 B 正确. 2.(2018浙江杭州质检)某同学骑自行车经过一段泥泞路后,发现自行车的后轮轮胎侧面上 粘附上了一块泥巴,为了把泥巴甩掉,他将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用 手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就被甩下来.如图所示,图中 a,b,c,d 为后轮轮胎边 缘上的四个特殊位置,则( A )A.泥巴在图中的 a 位置时最容易被甩下来 B.泥巴在图中的 b,d 位置时最容易被甩下来 C.泥巴在图中的 c 位置时最容易被甩下来 D.泥巴在 a,b,c,d 四个位置被甩下来的难易程度是一样的 解析:泥巴做圆周运动,由合力提供向心力,根据 F=m2r 知,泥巴在车轮上每一个
3、位置的向 心力大小相等,当提供的合力小于向心力时做离心运动,所以能提供的合力越小越容易飞出 去.在 a 点,泥巴所受力的合力等于附着力与重力之差;在 b 点其合力为重力与附着力之和; 在 b 和 d 点合力等于附着力,所以在最低点 a 时合力最小,最容易飞出去,A 正确. 3.(2018东北三省四市联考)某山地自行车有六个飞轮和三个链轮,链轮和飞轮的齿数如表 所示,前后轮半径为 30 cm,某人脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度是 4 rad/s,则人骑自行 车的最大速度为( B )名称链轮飞轮齿数483528151618212428A.7.68 m/sB.3.84 m/s C.2.4 m/sD.
4、1.2 m/s2解析:链轮和飞轮的线速度是相等的,所以链轮半径越大,飞轮半径越小,人骑自行车的速度越大,根据 链r链=飞r飞,=,且 链=4 rad/s,解得 飞= rad/s,飞轮与后轮有共同的角速度,人骑自行车的最大速度为 v=飞r轮=3.84 m/s,选项 B 正确. 4.导学号 58826087 如图所示,一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动.在框架上套着两个质量相等的小球 A,B,小球 A,B 到竖直转轴的距离相等,它们与圆形框架保持相对静止. 下列说法正确的是( C )A.小球 A 的合力小于小球 B 的合力 B.小球 A 与框架间可能没有摩擦力 C.小球 B 与框架间可能没有摩
5、擦力 D.圆形框架以更大的角速度转动,小球 B 受到的摩擦力一定增大 解析:由于合力提供向心力,依据 Fn=mr2,可知两球向心力大小相同,即合力大小相同,故选 项 A 错误;小球 A 受到的重力和弹力的合力不可能垂直指向 OO轴,故一定存在摩擦力,而 B 球的重力和弹力的合力可能垂直指向 OO轴,故 B 球摩擦力可能为零,故选项 B 错误,C 正 确;由于不知道原来 B 是否受到摩擦力,而无法判定圆形框架以更大的角速度转动时,小球 B 受到的摩擦力的变化情况,选项 D 错误.5.(2018湖南衡阳质检)如图所示,从光滑的 圆弧槽的最高点滑下的小滑块滑出槽口时速度方向为水平方向,槽口与一个半球
6、顶点相切,半球地面为水平,若要使小滑块滑出槽口后不 沿半球面下滑,已知圆弧轨道的半径为 R1,半球的半径为 R2,则 R1和 R2应满足的关系是( C )A.R1R2B.R1R2C.R1D.R1解析:小滑块滑至圆弧槽最低点速度设为 v,则由动能定理得 mgR1= mv2,若要使小滑块不沿半径为 R2的半球面下滑,则有 mg,联立得 R1,故 C 正确.36.(2018山东聊城模拟)一轻杆一端固定质量为 m 的小球,以另一端 O 为圆心,使小球在竖 直面内做半径为 R 的圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是( A )A.小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零 B.小球过最高点的最小速度是 C
7、.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而减小 解析:因轻杆既可以提供拉力又可以提供支持力,所以在最高点杆所受弹力可以为零,A 对; 在最高点弹力也可以与重力等大反向,小球最小速度为零,B 错;随着速度增大,杆对球的作 用力可以增大也可以减小,C,D 错. 7.导学号 58826088(2018广东汕头联考)(多选)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶“太极 球”,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将“太极球”简化成如图所示的平板和小球,熟 练的健身者让球
8、在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的 A,B,C,D 位 置时球与板间无相对运动趋势.A 为圆周的最高点,C 为最低点,B,D 与圆心 O 等高且在 B,D 处板与水平面夹角为 .设球的质量为 m,圆周的半径为 R,重力加速度为 g,不计拍的重力, 若运动到最高点时拍与小球之间作用力恰为 mg,则( AC )A.圆周运动的周期为 T=B.圆周运动的周期为 T=2C.在 B,D 处球拍对球的作用力为D.在 B,D 处球拍对球的作用力为4解析:在最高点,根据牛顿第二定律得 mg+mg=m,解得 v=,则圆周运动的周期为 T=,选项 A 正确,B 错误;球做匀速圆周运动,在 B,
9、D 处,由于 Fn=2mg,结合几何关系得 F=,选项 C 正确,D 错误.8.如图所示,两段长均为 L 的轻质线共同系住一个质量为 m 的小球,另一端分别固定在等高 的 A,B 两点,A,B 两点间距也为 L,今使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时 速率为 v,两段线中张力恰好均为零,若小球到达最高点时速率为 2v,则此时每段线中张力大 小为( A ) A.mg B.2mg C.3mgD.4mg解析:当小球到达最高点速率为 v 时,两段线中张力均为零,则有 mg=m;当小球到达最高点速率为 2v 时,设每段线中张力大小为 T,应有 2Tcos 30+mg=m,解得 T=mg.9.
10、导学号 58826089(2018湖北四地七校联盟)如图所示,一竖直放置、内壁粗糙的圆锥筒绕其中心轴线旋转,角速度为 0(00),内壁上有一小物块始终与圆锥保持相对静止,则下 列说法正确的是( D )A.物块不可能受两个力作用 B.物块受到的支持力一定大于重力 C.当角速度从 0增大时,物块受到的支持力可能减小 D.当角速度从 0增大时,物块受到的摩擦力可能一直增大 解析:当角速度 0为某一值,小物块所受重力与支持力的合力可能为向心力,故 A 错误.当 0较小时,物体受摩擦力沿筒壁向上,如图 1,正交分解列方程有 Ncos +fsin =mg,Nsin -fcos =mr,由此可解得 N,f,
11、可知支持力 N 不一定大于重力,且 0增大时,N 增大,5f 减小.当 0较大时,物体受摩擦力沿筒壁向下,如图 2,同理可知,随 0增大,N增大,f增大, 故 B,C 错误,D 正确.10.导学号 58826090 如图所示,一位同学玩飞镖游戏.圆盘最上端有一点 P,飞镖抛出时与P 等高,且距离 P 点为 L.当飞镖以初速度 v0垂直盘面瞄准 P 点抛出的同时,圆盘以经过盘心 O 点的水平线为轴在竖直平面内匀速转动.忽略空气阻力,重力加速度为 g,若飞镖恰好击中 P 点,则( C )A.飞镖击中 P 点所需的时间大于B.圆盘的半径可能为C.P 点随圆盘转动的线速度可能为D.圆盘转动角速度的最小
12、值为解析:飞镖水平位移为 L,且水平方向为匀速运动,所以飞行时间一定是,A 错误;竖直方向飞镖做自由落体运动,所以下落的高度为 h= gt2=,要击中 P 点,P 点一定是位于最下方,所以 2R=h,R=,B 错误;P 点转到最下方可能经历的圈数为,其中 n=0,1,2,所以6线速度的可能值为 v=,当 n=2 时,v=,C 正确;而 = =,当 n=0 时,得最小角速度 =,D 错误.11.如图所示,OO为竖直轴,MN 为固定在 OO上的水平光滑杆,有两个质量相同的金属球 A,B 套在水平杆上,两根细线 AC,BC 一端分别与金属球连接,另一端固定在转轴 OO的 C 点.当 绳拉直时,细线
13、AC,BC 与水平光滑杆的夹角分别为 ,.当整个装置绕竖直轴转动时,则细 线 AC,BC 中的弹力之比为多大?解析:两根细线的拉力在水平方向的分力分别提供两球做圆周运动的向心力,且两球做圆周 运动的角速度相同,则 对 A 球:FAcos =mrA2, 对 B 球:FBcos =mrB2,得出=设 OC 距离为 h,则 rA=,rB=,可得=.答案:12.(2018河南中原名校联考)如图所示,在竖直平面内有 xOy 坐标系,长为 l 的不可伸长的细绳,一端固定在 A 点,A 点的坐标为(0, ),另一端系一质量为 m 的小球.现在 x 坐标轴上(坐标 x0)固定一个钉子,拉小球使细绳绷直并呈水平
14、位置,再将小球由静止释放,当细绳碰 到钉子以后,小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.7(1)当钉子在 x=l 的 P 点时,小球经过最低点时细绳恰好不被拉断,求细绳能承受的最大拉力. (2)为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动,而细绳又不被拉断,求钉子所在位置 的范围.解析:(1)当钉子在 x=l 的 P 点时,小球绕钉子做匀速圆周运动的半径为 R1=l-.小球由静止到最低点的过程中机械能守恒,则mg( +R1)= m,在最低点细绳承受的拉力最大,有F-mg=m,联立求得最大拉力 F=7mg. (2)小球绕钉子做匀速圆周运动恰好到达最高点时,有mg=m.运动过程中机械能守恒,则 mg
15、( -R2)= m,钉子所在位置为 x=,联立解得 x=l.此钉子所在位置的范围为lxl.答案:(1)7mg (2)lxl13.(2018四川六校联考)嘉年华上有一种回力球游戏,如图所示,A,B 分别为一固定在竖直 平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点,B 点距水平地面的高度为 h,某人在水平地面 C 点处以某一初速度抛出一个质量为 m 的小球,小球恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点 B, 并恰好能过最高点 A 后水平抛出,又恰好回到 C 点抛球人手中.若不计空气阻力,已知当地重 力加速度为 g,求:8(1)小球刚进入半圆形轨道最低点 B 时轨道对小球的支持力; (2)半圆形轨道的半径; (3
16、)小球抛出时的初速度大小. 解析:(1)设半圆形轨道的半径为 R,小球经过 A 点时的速度为 vA,小球经过 B 点时的速度为 vB,小球经过 B 点时轨道对小球的支持力为 N.在 A 点:mg=m,解得 vA=从 B 点到 A 点的过程中,根据动能定理有-mg2R= m- m解得 vB=在 B 点:N-mg=m,解得 N=6mg,方向为竖直向上(2)C 到 B 的逆过程为平抛运动,有 h= gA 到 C 的过程,有 h+2R= g,又 vBtBC=vAtAC 解得 R=2h.(3)设小球抛出时的初速度大小为 v0,从 C 到 B 的过程中,根据动能定理有-mgh= m- m,解得 v0=. 答案:(1)6mg,方向为竖直向上 (2)2h (3)
