2019版高考物理(北京專用)一輪作業(yè)：22_第3講圓周運(yùn)動(dòng)

1、周運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法,正確的是（）A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C.某個(gè)恒力作用下質(zhì)點(diǎn)也可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的合力必須是變力2. （2018北京西城期末）計(jì)算機(jī)硬盤上的磁道為一個(gè)個(gè)不同半徑的同心圓，如圖所示。M、N是不同磁道上 的兩個(gè)點(diǎn)。當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，比較M、N兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（）A.M. N的線速度大小相等B.M. N的角速度大小相等C.M點(diǎn)的線速度大于N點(diǎn)的線速度D.M點(diǎn)的角速度小于N點(diǎn)的角速度3. （2017北京西城期末,3）用一個(gè)水平拉力F拉著一物體在水平而上繞著0點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。關(guān)于物體 受到的拉力F和摩

2、擦力f的受力示意圖,下列四個(gè)圖中可能正確的是（）4. （2016北京東城期中，11）擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車,如圖所示。當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí)在電腦控制下車廂會(huì)自動(dòng)傾斜,沿直線行駛時(shí)車廂又恢復(fù)成豎直狀態(tài)，就像玩具“不倒翁” 一樣。假設(shè)有一超高速列車在水平面內(nèi)行駛，以360 km/h的速度拐彎,拐彎半徑為1 km,則車廂內(nèi)質(zhì)量為50 kg的乘客,在拐彎過程中受到火車給他的作用力為（g取10 ni/s:）（）A. 0 B. 500 N C. 500V2 N D. 1 000 N5. （2016北京朝陽期中，11）火車轉(zhuǎn)彎時(shí),如果鐵路彎道的內(nèi)外軌一樣高,外軌對(duì)輪緣（如圖a所示）

3、擠壓的 彈力F提供了火車轉(zhuǎn)彎的向心力（如圖b所示），但是靠這種辦法得到向心力,鐵軌和車輪極易受損。在修 建鐵路時(shí),彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌（如圖c所示），當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌均不會(huì) 受到輪緣的擠壓,設(shè)此時(shí)的速度大小為v,以下說法中正確的是（）外軌圖A圖h圖。A.該彎道的半徑R上 9B.當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí),規(guī)定的行駛速度也將改變C.當(dāng)火車速率大于v時(shí),外軌將受到輪緣的擠壓D.當(dāng)火車速率小于v時(shí),外軌將受到輪緣的擠壓6. （2018北京東城期末）如圖所示為“感受向心力”的實(shí)驗(yàn)，用一根輕繩，一端拴著一個(gè)小球，在光滑桌而 上掄動(dòng)細(xì)繩，使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通過拉力來感受向心力。下列說法

4、正確的是（）A.只減小旋轉(zhuǎn)角速度，拉力增大B.只加快旋轉(zhuǎn)角速度,拉力減小C.只更換一個(gè)質(zhì)量較大的小球,拉力增大D.突然放開繩子，小球仍做曲線運(yùn)動(dòng)7. （2017北京朝陽期中，19, 8分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車經(jīng)過凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí) 驗(yàn)。所用器材有:玩具小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0. 20 m）。 將凹形橋模擬器靜置于托盤科上,如圖所示,托盤秤的示數(shù)為1. 00 kg;將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最 低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)為1. 40 kg;將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)， 此過程中托盤秤的最大示數(shù)為1.

5、80 kg,凹形橋模擬器與托盤間始終無相對(duì)滑動(dòng)。取重力加速度g=10 m/s； 求：（D玩具小車的質(zhì)量m;（2）玩具小車經(jīng)過凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)對(duì)其壓力的大小F;玩具小車經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)速度的大小Vo凹形橋模擬器8. （2016北京朝陽期中，19）某游樂設(shè)施如圖所示，由半圓形APB和直線形BC細(xì)圓管組成的軌道固定在水 平桌而上（圓半徑比細(xì)圓管內(nèi)徑大得多），軌道內(nèi)壁光滑°已知APB部分的半徑R=0.8 m, BC段長L=l. 6 m。彈射裝置將一質(zhì)量m=0. 2 kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平初速度v。從A點(diǎn)彈入軌道，小球從C點(diǎn)離開軌道 水平拋出，落地點(diǎn)D離C點(diǎn)的水平距離為s=L 6 m,

6、桌子的高度h=0. 8 m,不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s）求:（1）小球水平初速度V。的大小;小球在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度3以及從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間t;小球在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)圓管對(duì)小球的作用力F的大小。綜合提能1 . （2016北京通州潞學(xué)中學(xué)期中,6）未來的星際航行中，宇航員長期處于零重力狀態(tài),為緩解這種狀態(tài)帶 來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋 轉(zhuǎn)時(shí),宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上,可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力。為達(dá)到上述 目的，下列說法正確的是（）A.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B.旋轉(zhuǎn)艙的半

7、徑越大,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C.宇航員質(zhì)量越大,旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D.宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小2 .質(zhì)量為m的物體,沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁滑下,半球形金屬殼豎直放置,開口向上,滑到最低 點(diǎn)時(shí)速度大小為v,若物體與球殼之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為M ,則物體在最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是（）A.受到的向心力為mg-m： RB.受到的摩擦力為C,受到的摩擦力為umgD.受到的合力方向斜向左上方3.（2016浙江理綜,20,6分）（多選）如圖所示為賽車場的一個(gè)水平“梨形”賽道,兩個(gè)彎道分別為半徑R二90 m的大圓弧和廠40 m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心0、0'距離

8、L=100 賽車沿彎 道路線行駛時(shí),路而對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2. 25倍。假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線 運(yùn)動(dòng),在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。要使賽車不打滑,繞賽道一圈時(shí)間最短（發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大,重力加速度 g=10 Itt/s；兀=3.14）,則賽車（）A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45 m/sC.在直道上的加速度大小為5. 63 m/s:D.通過小圓弧彎道的時(shí)間為5. 58 s4.如圖所示,一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸00'轉(zhuǎn)動(dòng),筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H, 筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半。內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊。求當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物塊

9、靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大小；當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其所受到的摩擦力為零時(shí),筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1. D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力指向圓心,大小不變,方向時(shí)刻改變,合力是變力所以加速度時(shí)刻 改變,是非勻變速運(yùn)動(dòng),ABC錯(cuò)誤。2. B由角速度定義式,，)?尚可知,X、N在同一圓盤上,周期T相同，則角速度相同;vuR,因氐&,所以 Vx>vx, A、C、D 錯(cuò)誤,B 正確。3. C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力提供向心力，向心力指向圓心,則合外力指向圓心,根據(jù)力的 合成原理可知C選項(xiàng)符合要求。4. C 360 km/h=lOO m/s,人所受的

10、合力即向心力F行n50X黑N=500 N?；疖嚱o人的作用力是斜向上的,水平方向分力提供向心加速度,豎直方向分力等于重力，則火車給人的作用力 F=J (mg) 2 + 嚴(yán)內(nèi)5002+ 5002 n=5006 N。5. C設(shè)軌道平面與水平面間夾角為()，則G與N的合力提供向心力,mg - tan°區(qū)備v二朝二瓦v與火車質(zhì)量無關(guān),缸B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)火車速率大于v時(shí)，所需F自增大,外軌對(duì)輪緣擠壓提供一部分向心力；火車速率小于v時(shí)，內(nèi)軌對(duì)輪緣有擠壓來減小向心力,C正確,D錯(cuò)誤。6. C拉力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,03上當(dāng)(,)增大,m和r不變時(shí),F向增大，拉力增大，當(dāng) 減 小時(shí)，拉力減小,A、

11、B錯(cuò)誤。只更換一個(gè)質(zhì)量較大的小球，則F向增大，拉力增大,C正確。突然放開繩子， 小球?qū)⒁苑砰_繩子瞬間的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。7. 答案* (1)0.40 kg (2)8.0 N(3) 1. 4 m/s解析(1)由題中數(shù)據(jù)可知小車的質(zhì)量m=l. 40 kg-1. 00 kg =0. 40 kg(2)由題中數(shù)據(jù)可知凹形橋模擬器的質(zhì)量m。=1.00 kg設(shè)秤盤對(duì)凹形橋模擬器的支持力為N。凹形橋模擬器對(duì)科盤的壓力為N原,根據(jù)力的平衡條件,對(duì)凹 形橋模擬器有:F+sg=N支根據(jù)牛頓第三定律可得:N kN ”:而N肝m小g其中,m行L 80 kg聯(lián)立式并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得:F=8.0 N小車通過最低點(diǎn)

12、時(shí),凹形橋模擬器對(duì)小車的支持力F'與小車重力的合力提供向心力,有:F，R根據(jù)牛頓第三定律可得:F'二F聯(lián)立式并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得:v=L 4 m/s8. 答案 (1)4 m/s (2)5 rad/s 1.028 s (3)2相 N 解析(1)小球在水平而上運(yùn)動(dòng)速率不變,離開桌子后做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向：s=vot豎直方向:h=gt'解得 vo=4 m/s(2)小球在半圓形軌道內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度a二最代入數(shù)據(jù)得：(“二5 rad/s小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間弋=吧上 “0代入數(shù)據(jù)得 t=0. 2X (3i +2) s=l. 028小球在半圓形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)圓管對(duì)小球水平

13、方向的力R提供小球的向心力細(xì)圓管對(duì)小球豎直方向的力F平衡小球的重力F=mg所以作用力大小F :三/樂+收代入數(shù)據(jù)得:F產(chǎn)2相N綜合提能1.B宇航員在艙內(nèi)受到的支持力與他站在地球表而時(shí)受到的支持力大小相等,即g=o):r,可見 r越大，就應(yīng)越小,B正確,A錯(cuò)誤;角速度與質(zhì)量m無關(guān),C、D錯(cuò)誤。2 . D物體受力如圖所示,因此受到的合力方向斜向左上方,D正確，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),向心力F收尸亭,A錯(cuò)誤;而F皿產(chǎn)Feng,得支持力F門ng+亭,則物體受到的摩擦力f = nu (mg-?),RRR3 .AB賽車用時(shí)最短，就要求賽車通過大、小圓弧時(shí)，速度都應(yīng)達(dá)到允許的最大速度,通過小圓弧時(shí)，由4 .25mg4得位3。0;通過大圓弧時(shí)，由2.25電二萼得y45m/s,B項(xiàng)正確。賽車從小圓弧到大圓弧 通過直道時(shí)需加速，故A項(xiàng)正確。由幾何關(guān)系可知連接大、小圓弧的直道長x=50根m,由勻加速直線運(yùn) 動(dòng)的速度位移公式:避得a七6.50皿個(gè),C項(xiàng)錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可得小圓弧所對(duì)圓心角為120° , 所以通過小圓弧彎道的時(shí)間修箸