曲線運(yùn)動(dòng)同步練習(xí)二(含詳解答案)doc

1、內(nèi)化提升1質(zhì)量為60 kg 的體操運(yùn)動(dòng)員，做“單臂大回環(huán)”，用一只手抓住單圖 31杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運(yùn)動(dòng)如圖31所示，此過程中，運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)手臂受的拉力至少約為 (忽略空氣阻力，2)g 10 m/s )(A 600 NB2400 NC 3000 ND 3600 N21 2v解析：運(yùn)動(dòng)員達(dá)最低點(diǎn)時(shí)受力滿足F mg mR ，v 最小時(shí) F 最小，所以有 mg·2R2mv ，所以 F 5mg 3000 N.答案： C圖 322如圖 32 所示為 A、B 兩質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的圖象，其中 A為雙曲線的一個(gè)分支，由圖32 可知()A A 物體運(yùn)動(dòng)的線速度

2、大小不變B A 物體運(yùn)動(dòng)的角速度大小不變C B 物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變D B 物體運(yùn)動(dòng)的角速度與半徑成正比2解析： 對于物體 A 有 aA 1，與 av相比較，則vA 大小不變，所以A 物體的線速度大rr2小不變對于物體B 有 aB r ，與 a r 相比較，則B 不變，故選項(xiàng)A 正確答案： A圖 333質(zhì)量為 m 的小球 (可看作質(zhì)點(diǎn) )在豎直放置的光滑圓環(huán)軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，如圖33 所示，小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為v0 2gR，其中 R 為圓環(huán)的半徑，下列說法中正確的是()A 小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度等于6gRB 小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度等于5gRC小球在最低點(diǎn)對圓環(huán)的壓力等于mgD 小球在最低點(diǎn)對圓

3、環(huán)的壓力等于5mg11解析： 小球在豎直放置的光滑軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，則22mg2Rmv0 mv22得 v 6gR，A 正確， B 錯(cuò)2v小球在最低點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)N mg mR則 FN 7mg，選項(xiàng) C、 D 錯(cuò)答案： A圖 344(2009 年蘭州模擬 )如圖 34 所示，半徑為 R 的圓筒繞豎直中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)， 小物塊靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)要使A 不下落，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度至少為 (小物塊 A 與筒的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()A.g/RB.gC.g/RD.g/RA解析： 如圖 35 所示，以A 為研究對象， A 受三個(gè)力作用：重力mg，靜摩擦力f 和支持力 N，其

4、中重力和靜摩擦力平衡，所以fmg圖35支持力 N 提供向心力，有：Nm2R要使 A 剛好不下落，則靜摩擦力為最大值，f N由 式，得 A 剛好不下落時(shí)，圓筒的角速度為g0R所以 A 不下落時(shí)圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度0g ，故選項(xiàng)RD 正確答案：D圖 365如圖 36 所示，兩個(gè)內(nèi)壁光滑、半徑不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使兩碗口處于同一水平面，現(xiàn)將質(zhì)量相同的兩個(gè)小球(小球半徑遠(yuǎn)小于碗的半徑)，分別從兩個(gè)碗的邊緣由靜止釋放，當(dāng)兩球分別通過碗的最低點(diǎn)時(shí)()A 兩球的速度大小相等B 兩球的速度大小不相等D 兩球?qū)ν氲椎膲毫Υ笮〔幌嗟?2解析： 小球下滑時(shí)機(jī)械能守恒，由mgR2mv 得 v2gR，因

5、半徑不等，故速度大小不2v相等，故B 正確， A 錯(cuò)誤由 Nmg mR ，N 3mg 與 R 無關(guān)， C 正確， D 錯(cuò)誤答案： BC圖 376在光滑的圓錐漏斗的內(nèi)壁，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A 和 B，分別緊貼著漏斗在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 其中小球A 的位置在小球B 的上方，如圖 37 所示下列判斷正確的是(A A 球的速率大于B 球的速率B A 球的角速度大于B 球的角速度C A 球?qū)β┒繁诘膲毫Υ笥贐 球?qū)β┒繁诘膲毫 A 球的轉(zhuǎn)動(dòng)周期大于B 球的轉(zhuǎn)動(dòng)周期)圖 38解析： 此題涉及物理量較多，當(dāng)比較多個(gè)量中兩個(gè)量的關(guān)系時(shí)，必須抓住不變量，而后才能比較變量先對 A、B 兩球進(jìn)行受力分析，兩

6、球均只受重力和漏斗給的支持力N.如圖 38所示，對 A 球據(jù)牛頓第二定律：NAsin mg2NAcosmvA2 mrAArA對 B 球據(jù)牛頓第二定律： NB2sin mgvB2 NBcosmrB mrB B由兩球質(zhì)量相等可得NA NB， C 項(xiàng)錯(cuò)由 可知，兩球所受向心力相等22v AvBm r A mr B，因?yàn)?rA>r B，所以 vA>vB， A 項(xiàng)正確m2Ar A m2B rB，因?yàn)?r A>rB，所以 A<B ，B 項(xiàng)錯(cuò)誤2又因?yàn)?T ，所以 TA>TB ， D 項(xiàng)是正確的答案： AD圖397如圖39 所示， 一輕桿一端固定質(zhì)量為m 的小球，以另一端O 為

7、圓心，使小球做半徑為 R 的圓周運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是()A 小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿所受的彈力可以等于零D 小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對球作用力一定與小球所受重力方向相反解析：因?yàn)樾∏蛴幂p桿支持，所以過最高點(diǎn)的 v 臨界 0，故 B 選項(xiàng)不正確； 當(dāng) vgR時(shí)，F(xiàn) 0，故 A 選項(xiàng)正確；當(dāng) 0<v<gR時(shí)， mg>F>0，F(xiàn) 為支持力， 故 C 選項(xiàng)正確； 當(dāng) v>gR時(shí)，F(xiàn)>0， F 為拉力，故D 選項(xiàng)不正確答案： AC圖 408無級變速在變速范圍內(nèi)任意連續(xù)地變換速度， 性能優(yōu)于傳統(tǒng)的擋位變速， 很多種高檔汽車都應(yīng)用了無級變速如圖 40 是截錐式無級變速模型示意圖，兩

8、個(gè)錐輪之間有一個(gè)滾輪，主動(dòng)輪、滾輪、從動(dòng)輪之間靠著彼此之間的摩擦力帶動(dòng)以下判斷中正確的是()A 當(dāng)位于主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的滾輪從右向左移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速降低，滾輪從左向右移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速增加B 當(dāng)位于主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的滾輪從左向右移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速降低，滾輪從右向左移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速增加C當(dāng)滾輪位于主動(dòng)輪直徑為D 1、從動(dòng)輪直徑為D 2 的位置上時(shí)，則主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1、D 1從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n2 之間的關(guān)系為：n2n1D 2D 當(dāng)滾輪位于主動(dòng)輪直徑為D1、從動(dòng)輪直徑為D2 的位置上時(shí)，則主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1、D 2從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n2 之間的關(guān)系為：n2n1D 1解析： 設(shè)某一時(shí)刻，滾輪位于主動(dòng)輪直徑為D 1

9、、從動(dòng)輪直徑為D2 的位置上，三個(gè)輪的D 1輪緣的線速度相等，得n1D 1 n2D2，即 n2 n1D 2，故 C 選項(xiàng)正確， D 選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)位于主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的滾動(dòng)輪從左向右移動(dòng)時(shí)，D1 變小， D2 變大，在 n1 不變的情況下，n2 變小，反之，當(dāng)滾輪從右向左移動(dòng)時(shí)，D1 變大， D 2 變小，在n1 不變的情況下，n2 變大，故 B 選項(xiàng)正確， A 選項(xiàng)錯(cuò)誤答案： BC9如圖41 所示，半徑為圖 41R 的圓板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)半徑OB轉(zhuǎn)動(dòng)到某一方向時(shí)，在圓板中心正上方高h(yuǎn) 處以平行于OB 方向水平拋出一小球，要使小球與圓板只碰撞一次，且落點(diǎn)為B，求：(1) 小球的初速度大??；(2)

10、圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度解析： (1)小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移：R v0 t小球的豎直位移：h 1gt22由 得 t2hg ，代入 得v0RR Rg.t2h2h/g(2) 小球在運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)，圓板轉(zhuǎn)了n 圈，其角速度為：2n 2n2gt 2h/g nh (n1,2,3 )答案： (1)Rg2g2h(2) n h (n 1,2,3)10(2009 年海淀區(qū)模擬 )如圖 42 所示，左圖是游樂場中過山車的實(shí)物圖片，右圖是過山車的原理圖 在原理圖中半徑分別為R1 2.0 m 和 R2 8.0 m 的兩個(gè)光滑圓形軌道， 固定在傾角為 37°斜軌道面上的Q、 Z 兩點(diǎn)，且兩圓形軌道的最高點(diǎn)A、 B 均與

11、P 點(diǎn)平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接現(xiàn)使小車(視作質(zhì)點(diǎn) )從 P 點(diǎn)以一定的初速度沿斜面向下運(yùn)動(dòng)已知斜軌道面與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 1 ，g 10 m/s2 ，sin37 ° 0.6， cos37° 0.8.問：24圖 42(1) 若小車恰好能通過第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)A 處，則其在P 點(diǎn)的初速度應(yīng)為多大？(2) 若小車在 P 點(diǎn)的初速度為 10 m/s，則小車能否安全通過兩個(gè)圓形軌道？解析： (1)小車恰好過 A 點(diǎn)，故有 vA gR1小車由 P 到 A 的過程，由動(dòng)能定理有 mgcos·s 1212PQ2mvA2mv0R1(1 cos)由幾何關(guān)系可得sPQ

12、sin代入數(shù)據(jù)可得v0 26 m/s(2) 小車以 v 10 m/s 的初速度從 P 點(diǎn)下滑時(shí)， 因?yàn)橛?v 10 m/s>v0 26 m/s，所以， 小車可以通過圓形軌道O1 .設(shè)小車能夠通過B 點(diǎn)，則 P 到 B 由動(dòng)能定理得1212 mgcos·sPZ 2mvB 2mvR2(1 cos)其中 sPZsin代入數(shù)據(jù)可得vB 84m/s而車恰好能過B 點(diǎn)時(shí)，在 B 點(diǎn)的速度為vB gR2 80 m/s因?yàn)?vB 84m/s>vB ，所以小車可以通過圓形軌道O2.答案： (1)2 6m/s (2)能圖 4311如圖 43 所示， 在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，為 m 的小物體

13、A、B，它們到轉(zhuǎn)軸的距離分別為靜摩擦力均為重力的0.4 倍，試求：沿半徑方向放置兩個(gè)用細(xì)線相連的質(zhì)量均rA 20 cm， r B30 cm ，A、 B 與盤面間最大(1) 當(dāng)細(xì)線上開始出現(xiàn)張力時(shí)，圓盤的角速度0.(2) 當(dāng) A 開始滑動(dòng)時(shí)，圓盤的角速度.(3) 當(dāng) A 即將滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，2A、 B 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？ (g 取 10 m/s )解析： 最初圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度較小，A、B 隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力較小，可由A、 B與盤面間靜摩擦力提供由于r B>rA ，由公式 F m2 r 可知， B 所需向心力較大；當(dāng)B 與盤面間靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)(此時(shí) A與盤面間靜摩擦力還沒有達(dá)到最大) ，若繼續(xù)增大轉(zhuǎn)速，則 B 將做離心運(yùn)動(dòng)而拉緊細(xì)線，使細(xì)線上出現(xiàn)張力，轉(zhuǎn)速越大，細(xì)線上張力越大，使得A 與盤面間靜摩擦力增大當(dāng)A 與盤面間靜摩擦力也達(dá)到最大時(shí)，A 將開始滑動(dòng)(1) kmg m02r Bkg0.4× 100r B0.3rad/s 3.65 rad/s圖 44(2) 分析此時(shí) A、 B 受力情況如圖 44 所示，根據(jù)牛頓第二定律有：