高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 圓周運動1
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圓周運動一、選擇題(每小題6分,共54分)1. 如圖所示是一個玩具陀螺a、b和c是陀螺上的三個點,當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時,下列表述正確的是()Aa、b和c三點的線速度大小相等Ba、b和c三點的角速度相等Ca、b的角速度比c的大Dc的線速度比a、b的大解析Ba、b、c三點繞同一豎直軸轉(zhuǎn)動,因此角速度相同即abc.由vr,rarbrc知c處的線速度最小,選項B正確2. 如圖所示,細桿的一端與一小球相連,可繞O點的水平軸自由轉(zhuǎn)動,現(xiàn)給小球一初速度使它做圓周運動圖a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點則桿對球的作用力的判斷正確的是()a處為拉力,b處為拉力a處為拉力,b處為推力a處為推力,b處為拉力a處為推力,b處為推力A B C D解析A小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,在最低點時小球受力除重力外,還受桿的作用力,只有桿對小球的作用力向上且大于重力時,小球才能繞O點做圓周運動故在a點桿對小球只能是拉力;小球在b點的速度大小不能確定,桿對小球可能是向下的拉力,也可能是向上的推力,選項A正確3一小球質(zhì)量為m,用長為L的懸繩(不可伸長,質(zhì)量不計)固定于O點,在O點正下方處釘有一顆釘子,如圖所示,將懸線沿水平方向拉直無初速釋放后,當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間,下列說法錯誤的是()A小球線速度沒有變化B小球的角速度突然增大到原來的2倍C小球的向心加速度突然增大到原來的2倍D懸線對小球的拉力突然增大到原來的2倍解析D在小球通過最低點的瞬間,水平方向上不受外力作用,小球的切向加速度等于零,因此小球的線速度不會發(fā)生變化,選項A正確;在線速度不變時,半徑r突然減小到原來的一半,由vr可知角速度增大為原來的2倍,選項B正確;由a,可知向心加速度增大到原來的2倍,選項C正確;在最低點有Fmgma,可知選項D錯誤4.如圖所示,某同學(xué)用硬塑料管和一個質(zhì)量為m的鐵質(zhì)螺絲帽研究勻速圓周運動,將螺絲帽套在塑料管上,手握塑料管使其保持豎直并沿水平方向做半徑為r的勻速圓周運動,則只要運動角速度大小合適,螺絲帽恰好不下滑假設(shè)螺絲帽與塑料管間的動摩擦因數(shù)為,認為最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力則在該同學(xué)手轉(zhuǎn)動塑料管使螺絲帽恰好不下滑時,下列分析正確的是()A螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡B螺絲帽受到桿的彈力方向水平向外,背離圓心C此時手轉(zhuǎn)動塑料管的角速度D若桿的轉(zhuǎn)動加快,螺絲帽有可能相對桿發(fā)生運動解析A由于螺絲帽做圓周運動過程中恰好不下滑,則豎直方向上重力與最大靜摩擦力平衡,桿對螺絲帽的彈力提供其做勻速圓周運動的向心力,有mgFfFNmr2,得,選項A正確,選項B、C錯誤;桿的轉(zhuǎn)動速度增大時,桿對螺絲帽的彈力增大,靜摩擦力與重力相平衡,螺絲帽不可能相對桿發(fā)生運動,選項D錯誤5. 如圖所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動,內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說法正確的是()A小球通過最高點時的最小速度vminB小球通過最高點時的最小速度vmin0C小球在水平線ab以下的管道中運動時,內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力D小球在水平線ab以上的管道中運動時,外側(cè)管壁對小球一定有作用力解析BC本題考查輕桿模型,小球在最高點既可以受內(nèi)側(cè)管壁的支持力,也可以受外側(cè)管壁的壓力,所以對最高點的速度沒有限制,選項A錯誤,選項B正確;小球在ab以下運動時,只受重力和外側(cè)壁的支持力,選項C正確;小球在ab以上運動時,速度足夠大時受外側(cè)壁的壓力,不夠大時受內(nèi)側(cè)壁的支持力,選項D錯誤6. 滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運動,如圖所示,一滑板運動員以7 m/s的初速度從曲面的A點下滑,運動到B點速度仍為7 m/s,若他以6 m/s的初速度仍由A點下滑,則他運動到B點時的速度(設(shè)人體姿式保持不變)()A大于6 m/s B等于6 m/sC小于6 m/s D條件不足,無法計算解析A因為人以7 m/s的速度下滑時,在A、B兩點的動能相等,根據(jù)能量守恒可知,摩擦力所做的功等于A、B兩點間的重力勢能差,即Wmgh.當(dāng)速度減小時,所需向心力減小,人對曲面的壓力減小,摩擦力減小,摩擦力做功也減少,故人到達B點時的動能比在A點時的大,故選項A正確7如圖所示,質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動,滑到最低點時的速度為v,若物塊滑到最低點時受到的摩擦力是Ff,則物塊與碗的動摩擦因數(shù)為()A. B.C. D.解析B物塊滑到最低點時受豎直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三個力作用,據(jù)牛頓第二定律得FNmgm,又FfFN,聯(lián)立解得,選項B正確8如圖所示,OO為豎直軸,MN為固定在OO上的水平光滑桿,有兩個質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上,AC和BC為抗拉能力相同的兩根細線, C端固定在轉(zhuǎn)軸OO上當(dāng)繩拉直時,A、B兩球轉(zhuǎn)動半徑之比恒為21,當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時()AAC先斷 BBC先斷C兩線同時斷 D不能確定哪根線先斷解析AA、B兩球處于同一轉(zhuǎn)動系統(tǒng),角速度相同對A球進行受力分析,A受重力、支持力、拉力FA三個力作用,拉力的分力提供向心力,有FAcos mrA2同理對B球有FBcos mrB2由幾何關(guān)系可知cos ,cos ,所以.由于|AC|BC|,即FAFB,兩繩抗拉能力相同,故繩AC先斷,選項A正確9. 如圖所示,一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動,有兩個質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則()A球A的線速度必定大于球B的線速度B球A的角速度必定小于球B的角速度C球A的運動周期必定小于球B的運動周期D球A對筒壁的壓力必定大于球B對筒壁的壓力解析AB對A、B兩球受力分析如圖,得:FNmg/sin ,故D錯誤;F合mgcot FA向心FB向心mmr2mr()2.分析得:r大,v一定大,一定小,T一定大,故A、B正確,C錯誤二、非選擇題(共46分)10(13分)如圖所示,在驗證向心力公式的實驗中,質(zhì)量相同的鋼球放在A盤的邊緣,鋼球放在B盤的邊緣,A、B兩盤的半徑之比為21.a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪a輪、b輪半徑之比為12,當(dāng)a、b兩輪在同一皮帶帶動下勻速轉(zhuǎn)動時,鋼球、受到的向心力之比為多大?解析a、b兩輪在同一皮帶帶動下勻速轉(zhuǎn)動,說明a、b兩輪的線速度相等,即vavb,又rarb12,由vr得:ab21,又由a輪與A盤同軸,b輪與B盤同軸,則aA,bB,根據(jù)向心力公式Fmr2得.【答案】8111(15分)如圖所示,在傾角為30的光滑斜面上,有一根長為L0.8 m的細繩,一端固定在O點,另一端系一質(zhì)量為m0.2 kg的小球,小球沿斜面做圓周運動,若要小球能通過最高點A,則小球在最低點B的最小速度是多少?(g取10 m/s2)解析小球通過最高點的最小速度為vA2 m/s由最高點到最低點根據(jù)機械能守恒定律得:mvmvmg2Lsin ,解得:vB2 m/s.【答案】2 m/s12. (18分)如圖所示,用細繩一端系著的質(zhì)量為M0.6 kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)盤上,細繩另一端通過轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔O吊著質(zhì)量為m0.3 kg的小球B,A的重心到O點的距離為0.2 m,若A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為Fm2 N,為使小球B保持靜止,求轉(zhuǎn)盤繞中心O旋轉(zhuǎn)的角速度的取值范圍(取g10 m/s2)解析要使B靜止,A必須相對于轉(zhuǎn)盤靜止,即具有與轉(zhuǎn)盤相同的角速度A需要的向心力由繩拉力和摩擦力提供,角速度最大時,A有離心趨勢,靜摩擦力指向圓心O;角速度最小時,A有向心運動的趨勢,靜摩擦力背離圓心O.對B:拉力Fmg對A:角速度最大時有FFmMr解得16.5 rad/s角速度最小時有FFmMr解得22.9 rad/s所以2.9 rad/s6.5 rad/s時,可保持B靜止【答案】2.9 rad/s6.5 rad/s- 5 -- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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