人教版高一物理下冊(cè)圓周運(yùn)動(dòng)(提升篇)(Word版含解析)

1、一、第六章圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題培優(yōu)(難)1 .如圖所示，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A、B及物體C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度co勻速轉(zhuǎn) 動(dòng)，A, B, C的質(zhì)量分別為3m, 2m, m, A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為，A 和B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為人1.5/%設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說(shuō)法正 確的是(重力加速度為g)()r ：A. B對(duì)A的摩擦力一定為3mgB. B對(duì)A的摩擦力一定為3mco2rC.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿(mǎn)足D.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿(mǎn)足小春，【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB.對(duì)A受力分析，受重力、支持力以及B對(duì)A的靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力，有/ = (37)療公”(3。且

2、故A錯(cuò)誤，B正確；CD.由于A、AB整體、C受到的靜摩擦力均提供向心力，故對(duì)A有(3舟大(3m)g對(duì)AB整體有(3/77+2m) 672r/(3/n + 2m) g對(duì)物體c有m(xr(.5r)2ping解得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD.2 .如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的、質(zhì)量為m的小球，在半徑為R的豎直放置的光滑圓形管道 內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）A.小球能夠到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0B.小球能夠通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為屈C.如果小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為師，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的外壁的作用力 為6mgD.如果小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為2阿，則此時(shí)小球?qū)艿赖耐獗诘淖饔昧?mg 【

3、答案】ACD 【解析】【分析】【詳解】A.圓形管道內(nèi)壁能支撐小球，小球能夠通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0,選項(xiàng)A正確，B錯(cuò) 誤：C.設(shè)最低點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小球的彈力大小為F,方向豎直向上。由牛頓第二定律得VF _ mg = m 將代入解得/=6吆0,方向豎直向上根據(jù)牛頓第三定律得知小球?qū)艿赖膹椓Ψ较蜇Q直向下，即小球?qū)艿赖耐獗谟凶饔昧?6mg,選項(xiàng)C正確；D.小球在最高點(diǎn)時(shí)，重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有L,V-F + mg = m 將v = 2代入解得尸 = 3吆0,方向豎直向下根據(jù)牛頓第三定律知球?qū)艿赖耐獗诘淖饔昧?mg,選項(xiàng)D正確。故選ACD03.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水

4、平盤(pán)上，沿半徑方向放著用細(xì)線(xiàn)相連的物體A和B, A和B 質(zhì)量都為m .它們分居在圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為Ra=r , RB = 2r , A、B與盤(pán)間的動(dòng) 摩擦因數(shù)日相同.若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā) 生滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）(0CJ)2rA.此時(shí)繩子張力為了二37gB.此時(shí)圓盤(pán)的角速度為3二C.此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外D.此時(shí)燒斷繩子物體A、B仍將隨盤(pán)一塊轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】ABC【解析】 【分析】【詳解】C. 4、8兩物體相比，8物體所需要的向心力較大，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，8先有滑動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)8所受的靜摩擦力沿半徑指向圓心，4所受的靜摩擦力沿半徑背離

5、圓心，故C正確：AB.當(dāng)剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，以8為研究對(duì)象，有T + mg = 2mrar以八為研究對(duì)象，有T - 吆=mrco1聯(lián)立可得T = 7g。有故AB正確；D.若燒斷繩子，則A、8的向心力都不足，都將做離心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.故選ABC.4.如圖所示，在水平圓盤(pán)上沿半徑方向放置用細(xì)線(xiàn)相連的質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)物塊 （可視為質(zhì)點(diǎn)）。A和B距軸心O的距離分別為a=R小=2七 且A、B與轉(zhuǎn)盤(pán)之間的最大靜摩擦力都是斤，兩物塊A和B隨著圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止。則在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度從0緩慢增大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A. B所受合力一直等于A所受合力B. A受到的摩擦力一直指向圓

6、心C. B受到的摩擦力先增大后不變D. A、B兩物塊與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止的最大角速度3m=【答案】CD【解析】【分析】【詳解】當(dāng)圓盤(pán)角速度比較小時(shí)，由靜摩擦力提供向心力。兩個(gè)物塊的角速度相等，由尸=派/7 可知半徑大的物塊B所受的合力大，需要的向心力增加快，最先達(dá)到最大靜摩擦力，之后 保持不變。當(dāng)B的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力之后，細(xì)線(xiàn)開(kāi)始提供拉力，根據(jù)T + fm = nicer 2RT + fA= mafR可知隨著角速度增大，細(xì)線(xiàn)的拉力增大，A的摩擦力人將減小到零然后反向增大，當(dāng)A 的摩擦力反向增大到最大，即二一九時(shí)，解得。需角速度再繼續(xù)增大，整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。由以上分析，可知AB錯(cuò)誤，CD正確。

7、故選CD05.如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)滿(mǎn)足3:4:5的斜而體沿半徑方向固定在一水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，一木塊靜止 在斜而上，斜而和木塊之間的動(dòng)摩擦系數(shù)=0.5。若木塊能保持在離轉(zhuǎn)盤(pán)中心的水平距離為 40cm處相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)不動(dòng)，g=10m/s2,則轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度3的可能值為（設(shè)最大靜摩擦力等 于滑動(dòng)摩擦力）（）A. lrad/sB. 3rad/sC. 4rad/sD. 9rad/s【答案】BC【解析】【分析】【詳解】根據(jù)題意可知，斜而體的傾角滿(mǎn)足tan 0 = u = 0.54即重力沿斜面的分力大于滑動(dòng)摩擦力，所以角速度為零時(shí)，木塊不能靜止在斜面上；當(dāng)轉(zhuǎn) 動(dòng)的角速度較小時(shí)，木塊所受的摩擦力沿斜而向上，當(dāng)木塊恰要向下滑

8、動(dòng)時(shí)N、cos 6 + j sin 0 = mgMsin 0 -/ cos 6 =又因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力滿(mǎn)足聯(lián)立解得_5厄 A.co,rad/s1 11當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變大，木塊恰要向上滑動(dòng)時(shí)N2 cos 6 =八 sin 8 + nigN sin 0 + f2 cos 0 = mco；r又因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力滿(mǎn)足h=皿聯(lián)立解得co, = 5 V5rad/s綜上所述，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度滿(mǎn)足s J22-rad/s x 2rad/s coli = 0.54即重力沿斜面的分力大于滑動(dòng)摩擦力，所以角速度為。時(shí)，木塊不能夠靜止在斜面上。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度較小時(shí)，木塊所受的摩擦力沿斜面向上，則木塊恰好向下滑動(dòng)時(shí)N cos 0+

9、f sin 0 = mgN sin 0-f cos 0 = mrar滑動(dòng)摩擦力滿(mǎn)足解得co = V22rad/s11當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變大，木塊恰好向上滑動(dòng)時(shí)N cos 0 = f sin 0 + mgN sin + f cos 0 = mrco滑動(dòng)摩擦力滿(mǎn)足解得co = 5/2rad/s所以圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度滿(mǎn)足 /22rad/s 2rad/s 例）/2rad/s x 7rad/sA錯(cuò)誤，BCD正確。故選BCD。9.如圖，在豎直平面內(nèi)固定半徑為r的光滑半圓軌道，小球以水平速度v。從軌道外側(cè)面 的八點(diǎn)出發(fā)沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，至8點(diǎn)時(shí)脫離軌道，最終落在水平而上的C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻 力、下列說(shuō)法正確的是（）A.從

10、A到8過(guò)程，小球沿圓切線(xiàn)方向加速度逐漸增大B.從4到8過(guò)程，小球的向心力逐漸增大C.從8到C過(guò)程，小球做變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.若從4點(diǎn)靜止下滑，小球能沿圓軌道滑到地面【答案】AB【解析】【分析】【詳解】設(shè)重力mg與半徑的夾角為對(duì)圓弧上的小球受力分析，如圖所示A.建立沿徑向和切向的直角坐標(biāo)系，沿切向由牛頓第二定律有mg sin 6 = mat因夾角。逐漸增大，sin。增大，則小球沿圓切線(xiàn)方向加速度逐漸增大，故A正確：2B.從4到8過(guò)程小球加速運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)速度逐漸增大，由向心力與=加上可知，小球的向心 r力逐漸增大，故B正確：C.從8到C過(guò)程已離開(kāi)圓弧，在空中只受重力，則加速度恒為g,做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（斜

11、下拋運(yùn)動(dòng)），故C錯(cuò)誤：D.若從4點(diǎn)靜止下滑，當(dāng)下滑到某一位置時(shí)斜面的支持力等于零，此時(shí)小球會(huì)離開(kāi)圓弧 做斜下拋運(yùn)動(dòng)而不會(huì)沿圓軌道滑到地面，故D錯(cuò)誤。故選ABo10.如圖所示，O1Q兩輪緊挨在一起靠摩擦力傳動(dòng)而同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中4 8是兩輪邊緣上 的點(diǎn)，C為。|上的一點(diǎn)，且C點(diǎn)到的距離與8點(diǎn)到q的距離相等，則下列說(shuō)法正確的 是（）A. 8c兩點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等B.八8兩點(diǎn)角速度相等C. 8c兩點(diǎn)角速度相等D, A8兩點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等【答案】D【解析】【分析】【詳解】BD. 4 8兩點(diǎn)靠傳送帶傳動(dòng)，線(xiàn)速度大小相等，即VA=VB根據(jù)l，= 9,可知半徑不同因此角速度不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確：AC. 4、

12、C共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，即6yA =，根據(jù)1，=口，可知A線(xiàn)速度大于C的線(xiàn)速度，所以用豐vc,tyB工統(tǒng)選項(xiàng)AC錯(cuò)誤。故選Do11.如圖甲，一長(zhǎng)為月且不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定在。點(diǎn)，另一端系住一小球，使小球在 豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的速度大小為U,此時(shí)繩子拉力大小為F,拉力F與速 度的平方產(chǎn)的關(guān)系如圖乙所示，以下說(shuō)法正確的是（）甲乙RA.利用該裝置可以得出重力加速度g=B.利用該裝置可以得出小球的質(zhì)量， =丁C.小球質(zhì)量不變，換繩長(zhǎng)更長(zhǎng)的輕繩做實(shí)驗(yàn)，圖線(xiàn)。點(diǎn)的位置不變D.繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量更大的球做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線(xiàn)斜率更大【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.由圖乙可知當(dāng)/=時(shí)，此時(shí)繩子

13、的拉力為零，物體的重力提供向心力，則V2mg = m 解得v2 = gR所以a = gR則重力加速度a8 = rA錯(cuò)誤：B.當(dāng)r=2時(shí)，對(duì)物體受力分析，有mg+b=m解得小球的質(zhì)量為hm =gB錯(cuò)誤：D.小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有所以圖乙圖線(xiàn)的斜率為k=-R所以繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量更大的球做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線(xiàn)斜率更大，D正確:C.當(dāng)?shù)?。時(shí)，有所以小球質(zhì)量不變，換繩長(zhǎng)更長(zhǎng)的輕繩做實(shí)驗(yàn)，圖線(xiàn)。點(diǎn)的位置將會(huì)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤, 故選Do12 .如圖所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過(guò)。點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)給小球一初 速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中。、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。則桿對(duì)球的作

14、用b處為拉力 b處為推力 b處為拉力 b處為推力A.【答案】c【解析】 【分析】 【詳解】力是（）a處為拉力, a處為拉力, a處為推力, a處為推力,B.C.D.。處圓心在上方，合力提供向心力向上，故需有向上的拉力大于向下的重力: b處合力向下，重力也向下，受力如圖：根據(jù)牛頓第二定律有當(dāng)AV0,桿對(duì)球有推力，向上：當(dāng)人0,桿對(duì)球有拉力，向下：當(dāng)2=0,桿對(duì)球無(wú)作用力。故桿對(duì)球的作用力情況都有可能，選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。 故選C。13 .長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在一光滑錐頂 上，光滑錐頂角為26,軸線(xiàn)在豎直方向，如圖甲所示。使小球在水平而內(nèi)做角速度為。 的

15、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)的張力為丁，經(jīng)分析可得T-o?關(guān)系圖像如圖乙所示，已知重力加速度 為g。則（）A. a = mg sin 0C.圖線(xiàn)1的斜率攵I = “iLsin 0【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.當(dāng)角速度為零時(shí)，受力分析則有B. b = LD.圖線(xiàn)2的斜率42= 也T = mg cos。故A錯(cuò)誤。B.當(dāng)小球貼著光滑圓錐做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由題圖可知，當(dāng)角速度的平方達(dá)到b時(shí)，支 持力為零，有nig tan 3 = ?Lsin Oar故B錯(cuò)誤。C.小球未脫離圓錐時(shí)，有聯(lián)立兩式解得可知圖線(xiàn)1的斜率故C錯(cuò)誤。D.當(dāng)小球脫離圓錐后，有即Leos 8T sin 8 - N cos 6 = mL si

16、n OarT cos0+NsinO = mgT = mg cos 0 + mLsin2 Oco1& =mLsin1 0T sina = mLsinaar解得T = niLajr則圖線(xiàn)2的斜率k、= mL故D正確。故選D。14.在粗糙水平桌而上，長(zhǎng)為/=0.2m的細(xì)繩一端系一質(zhì)量為m=2kg的小球，手握住細(xì)繩另 一端。點(diǎn)在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球也隨手的運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。細(xì)繩始終與桌 而保持水平，。點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，=05m,小球與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.6, g = 10nVs2 o當(dāng)細(xì)繩與O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡相切時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小為6NB. O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為4J5rad/sC.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為2右位D.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為m 8【答案】B【解析】【分析】【詳解】AD.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑如圖根據(jù)幾何關(guān)系有R = yjl1 + r2 = 0.25m 則有c rtan 0 =I解得夕= 37正交分解T sin 0 =僅Teos /2 x 0.25ni/s = /2m/s故C錯(cuò)誤。故選Bo15.如圖所示，A、B是兩只相同的齒輪，A被固定不能轉(zhuǎn)動(dòng)。若B齒輪繞A齒輪運(yùn)動(dòng)半周，到達(dá)圖中的C位置，則B齒輪上所