（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第四章 3 第3節(jié) 圓周運動練習(xí)（含解析）

圓周運動【隨堂檢測】1.(2018·11月浙江選考)一質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104 N，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80 m的彎道時，下列判斷正確的是()A汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時所需的向心力為1.4×104 NC汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑D汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s2答案：D2(2019·浙江六校聯(lián)考)一輛質(zhì)量為2 t的汽車，駛過一半徑為10 m的凹形路面，已知車胎的最大承受力是40 000 N，為防止爆胎，安全行車的速度不得超過多少()A10 km/hB16 km/hC36 km/h D60 km/h解析：選C.由合力充當(dāng)向心力，則Nmgm，代入數(shù)據(jù)知v10 m/s36 km/h.3(2019·舟山高二月考)如圖所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上，其半徑之比RBRC32，A輪的半徑大小與C輪的相同，它與B輪緊靠在一起，當(dāng)A輪繞過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時，由于摩擦作用，B輪也隨之無滑動地轉(zhuǎn)動起來a、b、c分別為三輪邊緣上的三個點，則a、b、c三點在運動過程中的()A線速度大小之比為322B角速度大小之比為332C轉(zhuǎn)速大小之比為232D向心加速度大小之比為964 解析：選D.A、B輪摩擦傳動，故vavb，aRAbRB，ab32，B、C同軸，故bc，vbvc32，因此vavbvc332，abc322，故A、B錯誤；轉(zhuǎn)速之比等于角速度之比，故C錯誤；由av得：aaabac964，D正確4(2019·浙江紹興檢測)如果不計任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球從靜止釋放，進入右側(cè)軌道后能到達h高度的是()解析：選C.C情景中的細圓管屬于桿模型，過圓周最高點的速度可以為零，選項C正確，A錯誤；B選項情景中小球離開軌道后做斜上拋運動，到最高點時速度不為零，D選項情景的圓軌道模型屬于繩模型，過圓軌道最高點的速度不為零，由能量守恒定律得，mgh0mghmv2，則hh，故選項B、D錯誤5如圖所示，質(zhì)量為m的木塊，用一輕繩拴著，置于很大的水平轉(zhuǎn)盤上，細繩穿過轉(zhuǎn)盤中央的細管，與質(zhì)量也為m的小球相連，木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為其重力的倍(0.2)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度4 rad/s 勻速轉(zhuǎn)動時，要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止，木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是多少？(g取10 m/s2)解析：由于轉(zhuǎn)盤以角速度4 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，因此木塊做勻速圓周運動所需的向心力為Fmr2.當(dāng)木塊做勻速圓周運動的半徑取最小值時，其所受最大靜摩擦力與拉力方向相反，則有mgmgmrmin2，解得rmin0.5 m；當(dāng)木塊做勻速圓周運動的半徑取最大值時，其所受最大靜摩擦力與拉力方向相同，則有mgmgmrmax2，解得rmax0.75 m因此，要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止，木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是0.5 mr0.75 m.答案：0.5 mr0.75 m【課后達標(biāo)檢測】一、選擇題1(2016·4月浙江選考)如圖為某中國運動員在短道速滑比賽中勇奪金牌的精彩瞬間假定此時他正沿圓弧形彎道勻速率滑行，則他()A所受的合力為零，做勻速運動B所受的合力恒定，做勻加速運動C所受的合力恒定，做變加速運動D所受的合力變化，做變加速運動答案：D2如圖所示，一質(zhì)量為m的汽車保持恒定的速率運動，若通過凸形路面最高處時對路面的壓力為F1，通過凹形路面最低處時對路面的壓力為F2，則()AF1mg BF1mgCF2mg DF2mg答案：C3(2017·11月浙江選考)如圖所示，照片中的汽車在水平路面上做勻速圓周運動，已知圖中雙向四車道的總寬度約為15 m，假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍，則運動的汽車()A所受的合力可能為零B只受重力和地面支持力作用C最大速度不能超過25 m/sD所需的向心力由重力和支持力的合力提供答案：C4(2016·10月浙江選考)在G20峰會“最憶是杭州”的文藝演出中，芭蕾舞演員保持如圖所示姿勢原地旋轉(zhuǎn)，此時手臂上A、B兩點角速度大小分別為A、B，線速度大小分別為vA、vB，則()AA<BBA>BCvA<vBDvA>vB解析：選D.由于A、B兩處在人自轉(zhuǎn)的過程中周期一樣，所以根據(jù)可知，A、B兩處的角速度一樣，所以A、B選項錯誤根據(jù)vr可知A處轉(zhuǎn)動半徑大，所以A處的線速度要大，即選項D正確5(2019·嘉興質(zhì)檢)質(zhì)量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋，如圖所示，其做勻速圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則此時空氣對飛機的作用力大小為()Am BmgCm Dm解析：選C.飛機在空中水平盤旋時在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，受到重力和空氣的作用力兩個力的作用，其合力提供向心力Fnm.飛機受力情況示意圖如圖所示，根據(jù)勾股定理得：Fm.6一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如圖所示，則下列說法正確的是()A小球過最高點時，桿所受到的彈力可以等于零B小球過最高點的最小速度是C小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而增大D小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而減小解析：選A.輕桿可對小球產(chǎn)生向上的支持力，小球經(jīng)過最高點的速度可以為零，當(dāng)小球過最高點的速度v時，桿所受的彈力等于零，A正確，B錯誤；若v<，則桿在最高點對小球的彈力豎直向上，mgFm，隨v增大，F(xiàn)減小，若v>，則桿在最高點對小球的彈力豎直向下，mgFm，隨v增大，F(xiàn)增大，故C、D均錯誤7.(多選)(2019·麗水質(zhì)檢)如圖所示，一小物塊以大小為a4 m/s2的向心加速度做勻速圓周運動，半徑R1 m，則下列說法正確的是()A小物塊運動的角速度為2 rad/sB小物塊做圓周運動的周期為 sC小物塊在t s內(nèi)通過的位移大小為 mD小物塊在 s內(nèi)通過的路程為零解析：選AB.因為a2R，所以小物塊運動的角速度2 rad/s，周期T s，選項A、B正確；小物塊在 s內(nèi)轉(zhuǎn)過，通過的位移大小為 m，在 s內(nèi)轉(zhuǎn)過一周，通過的路程為2 m，選項C、D錯誤8.(2019·寧波質(zhì)檢)如圖所示，光滑固定的水平圓盤中心有一個光滑的小孔，用一細繩穿過小孔連接質(zhì)量分別為m1、m2的小球A和B，讓B球懸掛，A球在光滑的圓盤面上繞圓盤中心做勻速圓周運動，角速度為，半徑為r，則關(guān)于r和關(guān)系的圖象正確的是()解析：選B.根據(jù)m2gm1r2得：r·，可知r與成正比，與2成反比，故A錯誤，B正確；因為2，則與2成正比，故C、D錯誤9.(多選)(2019·衢州質(zhì)檢)如圖所示，A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，最大靜摩擦力均為各自重的倍，A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量各為m，A、B離軸距離為R，C離軸距離為2R，則當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)時(A、B、C均未打滑)()AC的向心加速度最大BB的靜摩擦力最小C當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，B比C先滑動D當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，A比C先滑動解析：選AB.三者是同軸轉(zhuǎn)動，所以角速度相等，靜摩擦力充當(dāng)向心力，根據(jù)公式Fm2r可得FA2m2R，F(xiàn)Bm2R，F(xiàn)C2m2R，故B的靜摩擦力最小，C的半徑最大，根據(jù)公式a2r，可得C的向心加速度最大，A、B正確；三個物體的最大靜摩擦力分別為：fA2mg，fBmg，fCmg，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時，C的靜摩擦力先達到最大，最先開始滑動，A和B的靜摩擦力同時達到最大，兩者同時開始滑動，C、D錯誤二、非選擇題10.如圖所示，豎直平面內(nèi)的圓弧形不光滑管道半徑R0.8 m，A端與圓心O等高，AD為水平面，B點為管道的最高點且在O的正上方一個小球質(zhì)量m0.5 kg，在A點正上方高h2.0 m處的P點由靜止釋放，自由下落至A點進入管道并通過B點，過B點時小球的速度vB為4 m/s，小球最后落到AD面上的C點處不計空氣阻力，g取10 m/s2.求：(1)小球過A點時的速度vA的大小；(2)小球過B點時對管壁的壓力；(3)落點C到A點的距離解析：(1)對小球由自由落體運動規(guī)律可得2ghv解得vA2 m/s.(2)小球過B點時，設(shè)管壁對其壓力為F，方向豎直向下，由向心力公式有Fmgm解得F5 N，方向豎直向下由牛頓第三定律可知小球?qū)鼙诘膲毫? N，方向豎直向上(3)從B到C的過程中，由平拋運動規(guī)律可得xvBtRgt2xACxR0.8 m.答案：(1)2 m/s(2)5 N，方向豎直向上(3)0.8 m11.(2019·溫州質(zhì)檢)一輛質(zhì)量m2 t的轎車，駛過半徑R90 m的一段凸形橋面，g取10 m/s2，求：(1)轎車以10 m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面的壓力大??；(2)在最高點對橋面的壓力等于轎車重力的一半時，車的速度大小解析：(1)轎車通過凸形橋面最高點時，受力分析如圖所示：合力FmgFN，由向心力公式得mgFNm故橋面的支持力大小FNmgm(2 000×102 000×) N1.78×104 N根據(jù)牛頓第三定律，轎車在橋的頂點時對橋面壓力的大小為1.78×104 N.(2)對橋面的壓力等于轎車重力的一半時，向心力FmgFN0.5mg，而Fm，所以此時轎車的速度大小v m/s15 m/s.答案：(1)1.78×104 N(2)15 m/s- 6 -