浙江專用2017版高考物理一輪復習第五章曲線運動2圓周運動訓練2.docx

第2講圓周運動題組一描述圓周運動的物理量1對于做勻速圓周運動的物體，下列說法中不正確的是()A相等的時間內通過的路程相等B相等的時間內通過的弧長相等C相等的時間內通過的位移相等D相等的時間內轉過的角度相等解析勻速圓周運動是指線速度大小不變的圓周運動，因此在相等時間內通過路程相等，弧長相等，轉過的角度也相等，故選項A、B、D正確；相等的時間內通過的位移方向不同，由于位移是矢量，因此位移不相等，故選項C錯誤。答案C2.皮帶傳動裝置如圖所示，兩輪的半徑不相等，傳動過程中皮帶不打滑。關于兩輪邊緣上的點，下列說法正確的是 ()A周期相同 B角速度相等C線速度大小相等 D向心加速度相等解析皮帶不打滑時，皮帶上各點的線速度大小相等，同軸轉動時，角速度相等，C正確。答案C3甲、乙兩物體均做勻速圓周運動，甲的轉動半徑為乙的一半，當甲轉過60時，乙在這段時間里正好轉過45，則甲、乙兩物體的線速度之比為()A14 B23 C49 D916解析由題意知甲、乙兩物體的角速度之比12604543，2r1r2，故兩物體的線速度之比v1v21r12r223，B項正確。答案B4. 如圖所示，一個勻速轉動的半徑為r的水平圓盤上放著兩個木塊M和N，木塊M放在圓盤的邊緣處，木塊N放在離圓心r的地方，它們都隨圓盤一起運動。比較兩木塊的線速度和角速度，下列說法中正確的是 ()A兩木塊的線速度相等B兩木塊的角速度一定不相等CM的線速度是N的線速度的3倍DM的角速度是N的角速度的3倍解析由傳動裝置特點知，M、N兩木塊有相同的角速度，又由vr知，因rNr，rMr，故木塊M的線速度是木塊N線速度的3倍，選項C正確。答案C5.如圖所示，由于地球的自轉，地球表面上P、O兩物體均繞地球自轉軸做勻速圓周運動，對于P、O兩物體的運動，下列說法正確的是()AP、O兩點的角速度大小相等BP、O兩點的線速度大小相等C同一物體在O點的向心加速度比在P點的向心加速度小D放在P、O兩處的物體均只受重力和支持力兩個力作用解析同軸轉動的不同點角速度相等，A正確；P、O兩點做圓周運動的半徑不同，根據(jù)vr可知，兩點的線速度大小不同，B錯誤；根據(jù)a2r可知，同一物體在O點的向心加速度比在P點的向心加速度大，C錯誤；放在P、O兩處的物體均只受萬有引力和支持力兩個力的作用，D錯誤。答案A題組二向心加速度、向心力6.如圖為A、B兩物體做勻速圓周運動的向心加速度a的大小隨半徑r變化的圖象，其中A為雙曲線的一個分支，由圖可知 ()AA物體運動的線速度大小不變BA物體運動的角速度不變CB物體運動的角速度變大DB物體運動的線速度大小不變解析由a知，做勻速圓周運動的物體線速度大小不變時，向心加速度與半徑成反比，故A正確，B錯誤；由a2r知，角速度不變時，向心加速度與半徑成正比，故C、D錯誤。答案A7. 如圖所示，質量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的距離之比是23，圓盤繞圓心做勻速圓周運動，兩物體相對圓盤靜止，a、b兩物體做圓周運動的向心力之比是()A11 B32 C23 D94解析a、b隨圓盤轉動，角速度相同，由Fm2r知向心力正比于半徑，C正確。答案C8.如圖所示，質量為m的木塊從半徑為R的半球形碗口下滑到碗的最低點的過程中，如果由于摩擦力的作用使木塊的速率不變，那么 ()A加速度為零B加速度恒定C加速度大小不變，方向時刻改變，但不一定指向圓心D加速度大小不變，方向時刻指向圓心解析木塊做的是勻速圓周運動，加速度大小不變，但方向時刻指向圓心，加速度時刻改變，故選項A、B、C錯誤，D正確。答案D9.如圖所示，質量相等的A、B兩物體緊貼在勻速轉動的圓筒的豎直內壁上，隨圓筒一起做勻速圓周運動，則下列關系中正確的有 ()A線速度vAvBB運動周期TATBC它們受到的摩擦力FfAFfBD筒壁對它們的彈力FNAFNB解析由于兩物體角速度相等，而rArB，所以vArAvBrB，A項錯；由于相等，則T相等，B項錯；因豎直方向受力平衡，F(xiàn)fmg，所以FfAFfB，C項錯；彈力等于向心力，故FNAmrA2FNBmrB2，D項對。答案D10.如圖所示為空間站中模擬地球上重力的裝置，環(huán)形實驗裝置的外側壁相當于“地板”，讓環(huán)形實驗裝置繞O點旋轉，能使“地板”上可視為質點的物體與地球表面處有同樣的“重力”，則旋轉角速度應為(地球表面重力加速度為g，裝置的外半徑為R) ()A. B. C2 D.解析物體隨同環(huán)形裝置做圓周運動，“重力”提供向心力，可得mgm2R，解得，A正確，B、C、D錯誤。答案A11.(2016上海金山月考)有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿光滑圓臺形表演臺的側壁高速行駛，在水平面內做勻速圓周運動。圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h。如果增大高度h，則下列關于摩托車說法正確的是()A對側壁的壓力FN增大B做圓周運動的周期T不變C做圓周運動的向心力F增大D做圓周運動的線速度增大解析摩托車做勻速圓周運動，提供圓周運動的向心力是重力mg和支持力FN的合力，作出受力分析圖。設圓臺側壁與豎直方向的夾角為，側壁對摩托車的支持力FN不變，則摩托車對側壁的壓力不變，故A錯誤；向心力F，m、不變，故向心力大小不變，C錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得Fmr，h越高，r越大，F(xiàn)不變，則T越大，故B錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得Fm，h越高，r越大，F(xiàn)不變，則v越大，故D正確。答案D12如圖所示，置于圓形水平轉臺邊緣的小物塊隨轉臺加速轉動，當轉速達到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉臺開始做平拋運動。現(xiàn)測得轉臺半徑R0.5 m，離水平地面的高度H0.8 m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s0.4 m。設物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)物塊做平拋運動的初速度大小v0；(2)物塊與轉臺間的動摩擦因數(shù)。解析(1)物塊做平拋運動，豎直方向有Hgt2水平方向有sv0t聯(lián)立兩式得：v0s1 m/s(2)物塊離開轉臺時，最大靜摩擦力提供向心力，有mgm聯(lián)立得0.2答案(1)1 m/s(2)0.213(20152016諸暨市第一學期期末)“水上樂園”中有一巨大的水平轉盤，人在其上隨盤一起轉動，給游客帶來無窮樂趣。如圖所示，轉盤的半徑為R，離水平面的高度為H，可視為質點的游客的質量為m1，現(xiàn)轉盤以角速度勻速轉動，游客在轉盤邊緣保持相對靜止，不計空氣阻力。(1)求轉盤轉動的周期；(2)求游客受到摩擦力的大小和方向；(3)若轉盤突然停止轉動，求游客落水點到轉動軸的水平距離。解析(1)轉盤轉動的周期：T(2)游客受到摩擦力的大?。篎fm2R游客受到摩擦力的方向：沿半徑方向指向圓心O。(3)游客轉動時的線速度，即平拋運動的初速度：vR游客落水的時間：t游客做平拋運動的水平位移：xR游客落水點到轉動軸的距離：sR答案(1)(2)m2R沿半徑方向指向圓心O(3)R題組三生活中的圓周運動14一輛載重卡車，在丘陵地上以不變的速率行駛，地形如圖所示。由于輪胎已舊，途中爆了胎。你認為在圖中A、B、C、D四處中，爆胎的可能性最大的一處是()AA處 BB處 CC處 DD處解析在A處，地面對輪胎的作用力大小等于卡車的重力；在B處，卡車做圓周運動，加速度方向豎直向上，根據(jù)牛頓運動定律得知，卡車處于超重狀態(tài)，地面對卡車的作用力大于其重力；在C處，卡車做圓周運動，加速度方向豎直向下，根據(jù)牛頓運動定律得知，卡車處于失重狀態(tài)，地面對卡車的作用力小于其重力；在D處，地面對卡車的作用力等于重力垂直于斜面向下的分力，也小于重力。故可知，在B處，卡車受到地面的作用力最大，最容易爆胎，故選項B正確，A、C、D錯誤。答案B15(20152016諸暨市第一學期期末)如圖所示，拱形橋的半徑為40 m，質量為1.0103 kg的汽車行駛到橋頂時的速度為10 m/s，假設重力加速度為10 m/s2，則此時汽車對橋的壓力為()A1.0104 N B7.5103 NC5.0103 N D2.5103 N答案B16游客乘坐過山車，在圓弧軌道最低點處獲得的向心加速度達到20 m/s2，g取10 m/s2。那么此位置座椅對游客的作用力相當于游客重力的()A1倍 B2倍 C3倍 D4倍解析游客乘過山車在圓弧軌道最低點的受力如圖所示。由牛頓第二定律得FNmgman，則FNmg2mg3mg，即3。答案C17在高級瀝青鋪設的高速公路上，汽車的設計時速是108 km/h。汽車在這種路面上行駛時，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍。(1)如果汽車在這種高速公路的水平彎道上拐彎，假設彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？(2)如果高速公路上設計了圓弧拱形立交橋，要使汽車能夠以設計時速安全通過圓弧拱橋，這個圓弧拱形立交橋的半徑至少是多少？(取g10 m/s2)解析(1)汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運動，其向心力由車與路面間的靜摩擦力提供，當靜摩擦力達到最大值時，由向心力公式可知這時的半徑最小，有Fmax0.6mgm，由速度v108 km/h30 m/s得，彎道半徑rmin150 m。(2)汽車過圓弧拱橋，可看做在豎直平面內做勻速圓周運動，到達最高點時，根據(jù)向心力公式有mgFNm。為了保證安全通過，車與路面間的彈力FN必須大于等于零，有mgm，則R90 m。答案(1)150 m(2)90 m18.一輛質量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，對橋面的壓力是多大？(2)在最高點對橋面的壓力等于轎車重力的一半時，車的速度大小是多少？