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1、2022年高考物理二轮复习专题一力与运动第5讲圆周运动和万有引力定律名师讲练选考考点分布章知识内容考试要求历次选考统计必考加试xx/10xx/04xx/10xx/04xx/11曲线运动2圆周运动、向心加速度、向心力dd5520生活中的圆周运动c811、20万有引力与航天行星的运动a3太阳与行星间的引力a万有引力定律c123、117万有引力理论的成就c宇宙航行c71112经典力学的局限性a考点一圆周运动有关物理量的辨析1. (xx浙江10月学考5)在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞蹈演员保持如图1所示姿式原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为A、B，线速度大小分别为vA、vB
2、，则()图1AABCvAvB答案D解析由于A、B两点在演员转动的过程中周期一样，所以根据 可知，A、B两点的角速度一样，所以A、B选项错误根据vr 可知A点转动半径大，所以A点的线速度大，即选项D正确2(xx浙江4月学考5) 如图2为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他()图2A所受的合力为零，做匀速运动B所受的合力恒定，做匀加速运动C所受的合力恒定，做变加速运动D所受的合力变化，做变加速运动答案D解析运动员沿圆弧形弯道匀速率滑行时，其所受的合力提供向心力，大小不变，方向时刻指向圆心，即运动员所受的合力是变力，做变加速运动，选项A、B、C错误，
3、D正确3(人教版必修2P19第2题改编)如图3所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动则下列说法正确的是()图3AA点与B点角速度大小相等BA点与B点线速度大小相等CB点与C点线速度大小相等DA点的向心加速度等于C点的向心加速度答案B4(xx浙江“七彩阳光”联考)转篮球是一项需要技巧的活动，如图4所示，假设某同学让篮球在指尖上匀速转动，指尖刚好静止在篮球球心的正下方下列判断正确的是()图4A篮球上的各点做圆周运动的圆心均在指尖与篮球的接触处B篮球上各点的向心力是由手指提供的C篮球上各点做圆周运动的角速度相等D
4、篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大答案C解析篮球上各点做同轴圆周运动故角速度相等，由Fm2r，篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小篮球上各点的向心力是由周围各点对该点的合力提供5(xx浙江“七彩阳光”联考)东白山是东阳的第一高峰，因为景色秀美已成了远近闻名的旅游区，在景区内的小公园里有一组跷跷板，某日郭老师和他六岁的儿子一起玩跷跷板，因为体重悬殊过大，郭老师只能坐在靠近中间支架处，儿子坐在对侧的边缘上请问在跷跷板上下运动的过程中，以下说法中哪些是正确的()A郭老师能上升是因为他的力气大B儿子能上升是因为他离支点远C郭老师整个运动过程中向心加速度都比较大D郭老师和儿子的
5、运动周期是相等的答案D6(xx浙江名校协作体联考)xx年共享单车忽如一夜春风出现在大城市的街头巷尾，方便了百姓的环保出行雨天遇到泥泞之路时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”如果将自行车后轮撑起，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5所示，图中a、b为后轮轮胎边缘上的最高点与最低点，c、d为飞轮边缘上的两点，则下列说法正确的是()图5Aa点的角速度大于d点的角速度B后轮边缘a、b两点线速度相同C泥巴在图中的b点比在a点更容易被甩下来D飞轮上c、d两点的向心加速度相同答案C1.对描述圆周运动的物理量的理解以及它们之间的关系2常见
6、的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图6甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vAvB.图6(2)摩擦传动：如图7甲所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vAvB.(3)同轴传动：如图乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即AB.图7考点二水平面内的圆周运动 1(xx浙江11月选考11)如图8所示，照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道的总宽度约为15 m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，则运动的汽车()图8A所受的合力可能为零B只受重力和地面支持力作用C最大速度不能超过25
7、m/sD所需的向心力由重力和支持力的合力提供答案C解析汽车在水平面上做匀速圆周运动，合外力时刻指向圆心，拐弯时靠静摩擦力提供向心力，因此排除A、B、D选项，所以选择C.2. (人教版必修2P25第3题改编)如图9所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，随着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受到的力有()图9A重力、支持力B重力、向心力C重力、支持力、指向圆心的摩擦力D重力、支持力、向心力、摩擦力答案C3. (人教版必修2P25第2题改编)如图10所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的
8、是()图10AA球的角速度等于B球的角速度BA球的线速度大于B球的线速度CA球的运动周期小于B球的运动周期DA球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力答案B解析先对小球受力分析，如图所示，由图可知，两球的向心力都来源于重力mg和支持力FN的合力，建立如图所示的坐标系，则有：FNsin mgFNcos mr2由得FN，小球A和B受到的支持力FN相等，根据牛顿第三定律可知，选项D错误由于支持力FN相等，A球运动的半径大于B球运动的半径，结合式知，A球的角速度小于B球的角速度，选项A错误A球的运动周期大于B球的运动周期，选项C错误又根据FNcos m可知：A球的线速度大于B球的线速度，选项B正确4. (x
9、x金华市调研)如图11所示，细绳一端系着静止在水平圆盘上质量M0.5 kg的物体A，另一端通过圆盘中心的光滑小孔吊着质量m0.3 kg的物体B，物体A与小孔距离为0.4 m(物体A可看成质点)，已知A和水平圆盘的最大静摩擦力为2 N现使圆盘绕中心轴线转动，角速度在什么范围内，B会处于静止状态？(g取10 m/s2)图11答案 rad/s5 rad/s解析设物体A和圆盘保持相对静止，当具有最小值时，A有向圆心O运动的趋势所以A受到的静摩擦力方向沿半径向外当摩擦力等于最大静摩擦力时，对A受力分析有FFfMr，又Fmg，1 rad/s当具有最大值时，A有远离圆心O运动的趋势A受到的最大静摩擦力指向圆
10、心对A受力分析有FFfMr，又Fmg，解得 5 rad/s，所以的范围是 rad/s5 rad/s.考点三竖直面内的圆周运动问题1(xx浙江10月学考8)质量为30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为()A0 B200 NC600 N D1 000 N答案C解析小球从释放至最低点的过程中，由机械能守恒定律：mghmv2在最低点，有FNmgm由得：FN600 N.结合牛顿第三定律可知，她对秋千板的压力约为600 N2(人教版必修2P28“思考与讨论”改编)如图12
11、所示，把地球看成大“拱形桥”，当一辆“汽车”速度达到一定值时，“汽车”对地面压力恰好为零，此时“汽车”()图12A受到的重力消失了B仍受到重力，其值比原来的小C仍受到重力，其值与原来相等D座椅对驾驶员的支持力大于驾驶员的重力答案C解析重力是由于地球的吸引而产生的，跟物体的运动状态无关，“汽车”通过“拱形桥”时，若“汽车”对地面压力恰好为零，重力提供向心力，重力的大小不变，其值与原来相等，故C正确；此时座椅对驾驶员的支持力为零3(xx温州市9月选考)温州乐园的摩天轮是最受游客欢迎的游乐项目之一，如图13所示，摩天轮悬挂透明舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是()图13A在最高
12、点，乘客处于超重状态B在最低点，乘客重力小于他所受到的支持力C摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变D从最高点向最低点转动的过程中，座椅对乘客的作用力做正功答案B4. (xx温州市平阳二中期中)如图14所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定转轴O，现使小球在竖直平面内做圆周运动P为圆周轨道的最高点若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为，则以下判断正确的是()图14A小球不能到达P点B小球到达P点时的速度等于C小球能到达P点，但在P点不会受到轻杆的弹力D小球能到达P点，且在P点受到轻杆向上的弹力答案D解析根据动能定理得mg2Lmvmv2，又v，解得vP.小球在最高点的临界速度为零，
13、所以小球能到达最高点，故A、B错误；设杆在最高点对小球的作用力表现为支持力，则mgF，解得Fmg，故小球能到达P点，且在P点受到轻杆向上的弹力，故D正确，C错误5. 如图15所示，质量为m的竖直光滑圆环A的半径为r，竖直固定在质量为m的木板B上，木板B的两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动在环的最低点静置一质量为m的小球C.现给小球一水平向右的瞬时速度v0，小球会在环内侧做圆周运动为保证小球能通过环的最高点，且不会使木板离开地面，则初速度v0必须满足()图15A.v0 B.v0C.v03 D.v0答案D解析在最高点，速度最小时有：mgm解得：v1.从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v1，根据机械能守恒定律，有：2mgrmvmv12解得v1.要使木板不会在竖直方向上跳起，在最高点，球对环的压力最大为：Fmgmg2mg从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v2，在最高点，速度最大时有：mg2mgm解得：v2.根据机械能守恒定律有：2mgrmvmv22解得：v2.所以保证小球能通过环的最高点，且不会使木板在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：v0.竖直面内圆周运动类问题的解题技巧1定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型，两种模型过最高点的临界条件不同2确定临界点：抓住轻绳模型中最高点v及轻杆模型中v
