2019年高考物理總復習 第四章 第2講 圓周運動的規(guī)律及其應用 新人教版1一質(zhì)點做勻速圓周運動，其線速度大小為4 m/s，轉(zhuǎn)動周期為2 s，則()A角速度為0.5 rad/s B轉(zhuǎn)速為0.5 r/sC軌跡半徑為 m D加速度大小為4 m/s2解析角速度為 rad/s，A錯誤；轉(zhuǎn)速為n0.5 r/s，B正確；半徑r m，C正確；向心加速度大小為an4 m/s2，D正確答案BCD2以v0的速度水平拋出一物體，當其水平分位移與豎直分位移相等時，下列說法錯誤的是()A即時速度的大小是v0B運動時間是C豎直分速度大小等于水平分速度大小D運動的位移是解析 當其水平分位移與豎直分位移相等時，v0tgt2，可得運動時間t，水平分速度vxv0，豎直分速度vygt2v0，合速度vv0，合位移s，對比各選項可知說法錯誤的是C選項答案 C3如圖1所示，繩子的一端固定在O點，另一端拴一重物在水平面上做勻速圓周運動()圖1A轉(zhuǎn)速相同時，繩長的容易斷B周期相同時，繩短的容易斷C線速度大小相等時，繩短的容易斷D線速度大小相等時，繩長的容易斷解析繩子的拉力提供向心力，再根據(jù)向心力公式分析設繩子的拉力為F，則Fm2rmv2/r，此外，T，所以，當轉(zhuǎn)速n相同，即是周期或角速度相同時，繩長r越大，拉力F越大，繩子越容易斷，選項A正確、B錯誤；當線速度v相同時，繩長r越小，拉力F越大，繩子越容易斷，選項C正確、D錯誤答案AC4如圖2所示，質(zhì)量為m的物塊，沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁滑下，半球形金屬殼豎直固定放置，開口向上，滑到最低點時速度大小為v.若物體與球殼之間的動摩擦因數(shù)為，則物體在最低點時，下列說法正確的是()圖2A受到的向心力為mgmB受到的摩擦力為mC受到的摩擦力為D受到的合力方向斜向左上方解析物體在最低點受豎直方向的合力Fy，方向向上，提供向心力，F(xiàn)ym，A錯誤；而FyFNmg，得FNmgm，物體受滑動摩擦力FfFN，B錯誤、C正確；Ff水平向左，故物體受到的Ff與Fy的合力，斜向左上方，D正確答案CD5如圖3是滑道壓力測試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個壓力傳感器，其示數(shù)N表示該處所受壓力的大小某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過B時，下列表述正確的有()圖3AN小于滑塊重力 BN大于滑塊重力CN越大表明h越大 DN越大表明h越小解析設滑塊到達B點時的速度為v，根據(jù)向心力公式得：Nmgm，根據(jù)機械能守恒定律可得：mghmv2，解得Nmg，所以B、C正確答案BC6如圖4所示，相距l(xiāng)的兩小球A、B位于同一高度h(l，h均為定值)將A向B水平拋出的同時，B自由下落A、B與地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間，則()圖4AA、B在第一次落地前能否相碰，取決于A的初速度BA、B在第一次落地前若不碰，此后就不會相碰CA、B不可能運動到最高處相碰DA、B一定能相碰解析 A、B兩球在第一次落地前豎直方向均做自由落體運動，若在落地時相遇，此時A球水平拋出的初速度v0，hgt2，則v0l，只要A的水平初速度大于v0，A、B兩球就可在第一次落地前相碰，A正確；若A、B在第一次落地前不能碰撞，則落地反彈后的過程中，由于A向右的水平速度保持不變，所以當A的水平位移為l時，即在t時，A、B一定相碰，在t時，A、B可能在最高點，也可能在豎直高度h中的任何位置，所以B錯誤，C錯誤、D正確答案 AD7如圖5所示，斜軌道與半徑為R的半圓軌道平滑連接，點A與半圓軌道最高點C等高，B為軌道的最低點現(xiàn)讓小滑塊(可視為質(zhì)點)從A點開始以速度v0沿斜面向下運動，不計一切摩擦，關(guān)于滑塊運動情況的分析，正確的是()圖5A若v00，小滑塊恰能通過C點，且離開C點后做自由落體運動B若v00，小滑塊恰能通過C點，且離開C點后做平拋運動C若v0，小滑塊恰能到達C點，且離開C點后做自由落體運動D若v0，小滑塊恰能到達C點，且離開C點后做平拋運動解析小滑塊通過C點的最小速度為vC，由mgm，得vC，由機械能守恒定律，若A點v00，則vC0，實際上滑塊在到達C點之前就離開軌道做斜上拋運動了，A、B錯；若v0，小滑塊通過C點后將做平拋運動，C錯、D正確答案D8如圖6所示，長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端固定在轉(zhuǎn)軸O，現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，P為圓周的最高點，若小球通過圓周最低點時的速度大小為 ，忽略摩擦阻力和空氣阻力，則以下判斷正確的是()圖6A小球不能到達P點B小球到達P點時的速度大于C小球能到達P點，且在P點受到輕桿向上的彈力D小球能到達P點，且在P點受到輕桿向下的彈力解析要使小球到達P點，由機械能守恒定律有：mv2mg2L，可知它在圓周最低點必須具有的速度為v>2，而 >2，所以小球能到達P點；由機械能守恒定律可知小球到達P點的速度為 ；由于 <，則小球在P點受到輕桿向上的彈力答案C9如圖7所示，一位同學做飛鏢游戲，已知圓盤的直徑為d，飛鏢距圓盤為L，且對準圓盤上邊緣的A點水平拋出，初速度為v0，飛鏢拋出的同時，圓盤以垂直圓盤過盤心O的水平軸勻速運動，角速度為.若飛鏢恰好擊中A點，則下列關(guān)系正確的是()圖7AdvL2gBL(12n)v0，(n0,1,2,3，)Cv0Dd2g2(12n)2，(n0,1,2,3，)解析依題意飛鏢做平拋運動的同時，圓盤上A點做勻速圓周運動，恰好擊中A點，說明A正好在最低點被擊中，則A點轉(zhuǎn)動的時間t，平拋的時間t，則有，B正確、C錯誤；平拋的豎直位移為d，則dgt2，聯(lián)立有d2g2(2n1)2，A、D錯誤答案B10如圖8所示，甲、乙兩水平圓盤緊靠在一塊，甲圓盤為主動輪，乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動無滑動甲圓盤與乙圓盤的半徑之比為r甲r乙31，兩圓盤和小物體m1、m2之間的動摩擦因數(shù)相同，m1距O點為2r，m2距O點為r，當甲緩慢轉(zhuǎn)動起來且轉(zhuǎn)速慢慢增加時()圖8A滑動前m1與m2的角速度之比1231B滑動前m1與m2的向心加速度之比a1a213C隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1先開始滑動D隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動解析由題意可知，線速度v甲v乙，又r甲r乙31，則甲乙13，m1、m2隨甲、乙運動1甲，2乙，則1213，故A錯；由ar2得a12r2r，a2rr，a1a2229，故B錯；m1、m2所受向心力由摩擦力提供，則a1，a2，f1maxm1g，f2maxm2g，a1g，a2g，又a1a229，故m2先滑動，選D.答案D11 如圖9所示，一小球自平臺上水平拋出，恰好無碰撞地落在鄰近平臺的一傾角為53的光滑斜面頂端，并沿光滑斜面下滑，已知斜面頂端與平臺的高度差h0.8 m，重力加速度g取10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，求：(1)小球水平拋出的初速度v0是多少？(2)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x是多少？圖9解析(1)由題意知，小球落到斜面上沿斜面下滑，并未彈起，說明此時小球的速度方向與斜面平行，如圖所示，所以vyv0tan 53，又v2gh，代入數(shù)據(jù)得vy4 m/s，v03 m/s.(2)設小球離開平臺到達斜面頂端所需時間為t1，由vygt1得t10.4 s，則xv0t130.4 m1.2 m答案：(1)3 m/s(2)1.2 m12如圖10所示，一個質(zhì)量為0.6 kg的小球以某一初速度從P點水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧(不計空氣阻力，進入圓弧時無機械能損失)已知圓弧的半徑R0.3 m，60，小球到達A點時的速度vA4 m/s.(取g10 m/s2)求：圖10(1)小球做平拋運動的初速度v0； (2)P點與A點的水平距離和豎直高度；(3)小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力解析 (1)小球到A點的速度如圖所示，小球做平拋運動的初速度v0等于vA的水平分速度由圖可知v0vxvAcos 4cos 602 m/s.(2)由圖可知，小球運動至A點時豎直方向的分速度為vyvAsin 4sin 602 m/s，設P點與A點的水平距離為x，豎直高度為h，則vygt，v2gh，xv0t，聯(lián)立以上幾式解得x0.69 m，h0.6 m(3)取A點為重力勢能的零點，由機械能守恒定律得mvmvmg(RRcos )，代入數(shù)據(jù)得vC m/s設小球到達圓弧最高點C時，軌道對它的彈力為FN，由圓周運動向心力公式得FNmgm，代入數(shù)據(jù)得FN8 N，由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮NFN8 N，方向豎直向上答案(1)2 m/s(2)0.69 m0.6 m(3)8 N方向豎直向上