2019屆高中物理二輪復習 熱點題型專練 專題4.2 圓周運動(含解析).doc
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專題4.2圓周運動 1自行車的小齒輪A、大齒輪B、后輪C是相互關聯(lián)的三個轉動部分,且半徑RB4RA、RC8RA。當自行車正常騎行時,A、B、C三輪邊緣的向心加速度的大小之比aAaBaC等于 ()A118 B414C4132 D1242.山城重慶的輕軌交通頗有山城特色,由于地域限制,彎道半徑很小,在某些彎道上行駛時列車的車身嚴重傾斜。每到這樣的彎道乘客都有一種坐過山車的感覺,很是驚險刺激。假設某彎道鐵軌是圓弧的一部分,轉彎半徑為R,重力加速度為g,列車轉彎過程中傾角(車廂地面與水平面夾角)為,則列車在這樣的軌道上轉彎行駛的安全速度(軌道不受側向擠壓)為 ()A BC D答案:C解析:軌道不受側向擠壓時,軌道對列車的作用力就只有彈力,重力和彈力的合力提供向心力,根據向心力公式mgtanm,得v,C正確。3. 如圖所示,由于地球的自轉,地球表面上P、Q兩物體均繞地球自轉軸做勻速圓周運動,對于P、Q兩物體的運動,下列說法正確的是 ()AP、Q兩點的角速度大小相等BP、Q兩點的線速度大小相等CP點的線速度比Q點的線速度大DP、Q兩物體均受重力和支持力兩個力作用答案:A4如圖所示,水平放置的兩個用相同材料制成的輪P和Q靠摩擦轉動,兩輪的半徑Rr21。當主動輪Q勻速轉動時,在Q輪邊緣上放置的小木塊恰能相對靜止在Q輪邊緣上,此時Q輪轉動的角速度為1,木塊的向心加速度為a1;若改變轉速,把小木塊放在P輪邊緣也恰能靜止,此時Q輪轉動的角速度為2,木塊的向心加速度為a2,則 ()A BC D答案:C解析:根據題述,a1r,ma1mg;聯(lián)立解得gr。小木塊放在P輪邊緣也恰能靜止,g2R22r。由R2r聯(lián)立解得,選項A、B錯誤;mamg,所以,選項C正確,D錯誤。5 m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質點),A為終端皮帶輪,如圖所示,已知皮帶輪半徑為r,傳送帶與皮帶輪間不會打滑,當m可被水平拋出時,A輪每秒的轉數最少是 ()A BC D答案:A解析:當m被水平拋出時只受重力的作用,支持力FN0。在圓周最高點,重力提供向心力,即mg,所以v。而v2fr,所以f,所以每秒的轉數最少為,A正確。6一水平放置的木板上放有砝碼,砝碼與木板間的摩擦因數為,如果讓木板在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動,假如運動中木板始終保持水平,砝碼始終沒有離開木板,那么下列說法正確的是 ()A在通過軌道最高點時砝碼處于超重狀態(tài)B在經過軌道最低點時砝碼所需靜摩擦力最大C勻速圓周運動的速度小于D在通過軌道最低點和最高點時,砝碼對木板的壓力之差為砝碼重力的6倍答案:C7如圖所示,質量為m的小球(可看做質點)在豎直放置的半徑為R的固定光滑圓環(huán)軌道內運動。若小球通過最高點時的速率為v0,下列說法中正確的是 ()A小球在最高點時只受重力作用B小球在最高點對圓環(huán)的壓力大小為mgC小球在最高點時重力的瞬時功率為0D小球繞圓環(huán)運動一周的時間大于2R/v0答案:AC解析:由F向心m,代入得F向心mg,說明小球在最高點只受重力作用,A項正確,B項錯誤;根據功率的定義式PFvcos,小球在最高點時,力與速度垂直,故重力的瞬時功率為零,C項正確;根據機械能守恒定律知,小球在最高點的速率最小,小球全過程運動的平均速率大于v0,由T知,小球運動一周的時間小于,D項錯誤。 14.如圖所示,放于豎直面內的光滑金屬細圓環(huán)半徑為R,質量為m的帶孔小球穿于環(huán)上,同時有一長為R的細繩一端系于球上,另一端系于圓環(huán)最低點,繩的最大拉力為2mg。當圓環(huán)以角速度繞豎直直徑轉動時,發(fā)現(xiàn)小球受三個力作用,則可能為()A3 B. C. D. 答案B15.如圖所示,水平桿固定在豎直桿上,兩者互相垂直,水平桿上O、A兩點連接有兩輕繩,兩繩的另一端都系在質量為m的小球上,OAOBAB?,F(xiàn)通過轉動豎直桿,使水平桿在水平面內做勻速圓周運動,三角形OAB始終在豎直平面內,若轉動過程OB、AB兩繩始終處于拉直狀態(tài),則下列說法正確的是()AOB繩的拉力范圍為0mgBOB繩的拉力范圍為mgmgCAB繩的拉力范圍為mgmgDAB繩的拉力范圍為0mg答案B16.如圖所示,AB為豎直轉軸,細繩AC和BC的結點C系一質量為m的小球,兩繩能承受的最大拉力均為2mg。當細繩AC和BC均拉直時ABC90,ACB53,BC1 m。細繩AC和BC能繞豎直軸AB勻速轉動,因而小球在水平面內做勻速圓周運動。當小球的線速度增大時,兩繩均會被拉斷,則最先被拉斷的那根繩及另一根繩被拉斷時的速度分別為(重力加速度g10 m/s2,sin530.8,cos530.6)()AAC5 m/s BBC5 m/sCAC5.24 m/s DBC5.24 m/s答案B17. (多選)如圖所示,粗糙水平圓盤上,質量相等的A、B兩物塊疊放在一起,隨圓盤一起做勻速圓周運動,則下列說法正確的是()AA、B都有沿切線方向且向后滑動的趨勢BB運動所需的向心力等于A運動所需的向心力C盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍D若B相對圓盤先滑動,則A、B間的動摩擦因數A小于盤與B間的動摩擦因數B答案BC18(多選)如圖所示,水平轉臺上有一個質量為m的物塊,用長為l的輕質細繩將物塊連接在轉軸上,細繩與豎直轉軸的夾角30,此時細繩伸直但無張力,物塊與轉臺間動摩擦因數為,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,物塊隨轉臺由靜止開始緩慢加速轉動,角速度為,重力加速度為g,則()A當 時,細繩的拉力為0B當 時,物塊與轉臺間的摩擦力為0C當 時,細繩的拉力大小為mgD當 時,細繩的拉力大小為mg答案AC解析當轉臺的角速度比較小時,物塊只受重力、支持力和摩擦力,當細繩恰好要產生拉力時mgmlsin30,解得1 ,隨角速度的增大,細繩上的拉力增大,當物塊恰好要離開轉臺時,物塊受到重力和細繩的拉力的作用,mgtan30mlsin30,解得2 ,由于1 2,所以當 時,物塊與轉臺間的摩擦力不為零,故B錯誤;由于 1,所以當 時,細繩的拉力為零,故A正確;由于1 2,由牛頓第二定律得fFsin30m2lsin30,因為壓力小于mg,所以fmg,故D錯誤;當 2時,物塊已經離開轉臺,細繩的拉力與重力的合力提供向心力,則mgtanm2lsin,解得cos,故Fmg,故C正確。 27. 如圖所示,細繩一端系著質量為M0.6kg的物體,靜止在水平圓盤上。另一端通過光滑的小孔吊著質量為m0.3kg的物體。M的中點與圓孔的距離為0.2m,并已知M與圓盤的最大靜摩擦力為2N?,F(xiàn)使此圓盤繞中心軸線轉動。問角速度在什么范圍內可使m處于靜止狀態(tài)?(取g10m/s2)答案:2.9rad/s6.5rad/s(rad/srad/s)28.如圖所示,用一根長為l1m的細線,一端系一質量為m1kg的小球(可視為質點),另一端固定在一光滑錐體頂端,錐面與豎直方向的夾角37,當小球在水平面內繞錐體的軸做勻速圓周運動的角速度為時,細線的張力為FT。(g取10m/s2,結果可用根式表示)求: (1)若要小球離開錐面,則小球的角速度0至少為多大?(2)若細線與豎直方向的夾角為60,則小球的角速度為多大?答案:(1)rad/s(2)2rad/s解析:(1)若要小球剛好離開錐面,則小球只受到重力和細線拉力,如圖所示,小球做勻速圓周運動的軌跡圓在水平面上,故向心力水平,在水平方向運用牛頓第二定律及向心力公式得:mgtanmlsin解得:即0rad/s。29如圖所示,一長l0.45 m的輕繩一端固定在O點,另一端連接一質量m0.10 kg的小球,懸點O距離水平地面的高度H0.90 m。開始時小球處于A點,此時輕繩拉直處于水平方向上,讓小球從靜止釋放,當小球運動到B點時,輕繩碰到懸點O正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂。不計輕繩斷裂的能量損失,取重力加速度g10 m/s2。(1)輕繩斷裂后小球從B點拋出并落在水平地面的C點,求C點與B點之間的水平距離;(2)若0.30 m,輕繩碰到釘子P時繩中拉力達到所能承受的最大拉力而斷裂,求輕繩能承受的最大拉力。答案(1)0.90 m(2)7 N解析(1)設小球運動到B點時的速度大小為vB,由機械能守恒定律得mvmgl解得小球運動到B點時的速度大小vB3.0 m/s小球從B點做平拋運動,由運動學規(guī)律得xvBtyHlgt2解得C點與B點之間的水平距離xvB0.90 m。- 配套講稿:
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