課時(shí)作業(yè)(十八)B　[第18講　圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念和規(guī)律]

1、課時(shí)作業(yè)(十八)B第18講圓周運(yùn)動(dòng)的根本概念和規(guī)律eq avs4alco1(根底熱身)1以下關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí)，它將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng)C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動(dòng)2如圖K1814所示，物塊在水平圓盤(pán)上與圓盤(pán)一起繞固定軸勻速運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A物塊處于平衡狀態(tài)B物塊受三個(gè)力作用C在角速度一定時(shí)，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠(yuǎn)，物塊越不容易脫離圓盤(pán)D在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，物

2、塊運(yùn)動(dòng)周期越小，越不容易脫離圓盤(pán)圖K1814圖K18153如圖K1815所示，半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體今給小物體一個(gè)水平初速度v0eq r(gR)，那么物體將()A沿球面滑至M點(diǎn)B先沿球面滑至某點(diǎn)N再離開(kāi)球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)C按半徑大于R的新圓形軌道運(yùn)動(dòng)D立即離開(kāi)半圓球做平拋運(yùn)動(dòng)42010年2月16日，在加拿大城市溫哥華舉行的第二十一屆冬奧會(huì)把戲滑冰雙人自由滑比賽落下帷幕，中國(guó)選手申雪、趙宏博獲得冠軍如圖K1816所示，趙宏博以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)假設(shè)趙宏博的轉(zhuǎn)速為30 r/min，手臂與豎直方向的夾角為60，申雪的質(zhì)量是50 kg，她觸地冰鞋的線速度為4.

3、7 m/s，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖K1816A申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為 rad/sB申雪觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑約為2 mC趙宏博手臂拉力約是850 ND趙宏博手臂拉力約是500 Neq avs4alco1(技能強(qiáng)化)5角速度計(jì)可測(cè)量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，其結(jié)構(gòu)如圖K1817所示當(dāng)系統(tǒng)繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為l，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)滑動(dòng)變阻器總長(zhǎng)也為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時(shí)滑片P在B點(diǎn)當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，那么()圖K1817A電路中電流隨角速度的增大而增大B電

4、路中電流隨角速度的減小而減小C彈簧的伸長(zhǎng)量為xeq f(m2l,km2)D輸出電壓為Ueq f(Em2,km2)6如圖K1818所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng)，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3.假設(shè)甲輪的角速度為1，那么丙輪的角速度為()圖K1818A.eq f(r11,r3)B.eq f(r31,r1)C.eq f(r31,r2)D.eq f(r11,r2)7如圖K1819所示，轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直于光滑平面，交點(diǎn)O的上方h處固定細(xì)繩的一端，細(xì)繩的另一端拴接一質(zhì)量為m的小球B，繩長(zhǎng)ABlh，小球可隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)要使球不離開(kāi)水平面，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的最大值是()

5、圖K1819A.eq f(1,2)eq r(f(g,h)Beq r(gh)C.eq f(1,2)eq r(f(g,l)D2eq r(f(l,g)8細(xì)繩的一端固定，另一端系一小球，讓小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度方向，圖K1820中不可能的是() ABC D圖K18209在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的高一些路面與水平面間的夾角為，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，應(yīng)等于()Aarcsineq f(v2,Rg) Barctaneq f(v2,Rg)Carcsineq

6、f(2v2,Rg) Darccoteq f(v2,Rg)10如圖K1821所示，OO為豎直軸，MN為固定在OO上的水平光滑桿，有兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AC和BC為抗拉能力相同的兩根細(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸OO上當(dāng)繩拉直時(shí)，A、B兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比恒為21.當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時(shí)()圖K1821AAC先斷BBC先斷C兩線同時(shí)斷D不能確定哪段線先斷11飛機(jī)由俯沖轉(zhuǎn)為拉起的一段軌跡可看作一段圓弧如圖K1822所示，飛機(jī)做俯沖拉起運(yùn)動(dòng)時(shí)，在最低點(diǎn)附近做半徑為r180 m的圓周運(yùn)動(dòng)，如果飛行員質(zhì)量m70 kg，飛機(jī)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)P時(shí)的速度v360 km/h，那么這時(shí)飛行員對(duì)座椅的壓力是多少？(

7、取g10 m/s2)圖K182212如圖K1823所示，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球質(zhì)量為m1 kg，在左側(cè)平臺(tái)上水平拋出，恰能無(wú)碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)進(jìn)入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑，A、B為圓弧的兩個(gè)端點(diǎn)，其連線水平，O為軌道的最低點(diǎn)圓弧半徑為R1.0 m，對(duì)應(yīng)圓心角為106，平臺(tái)與A、B連線的高度差為h0.8 m(重力加速度g10 m/s2，sin530.8，cos530.6)求：(1)小球平拋的初速度大?。?2)小球運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力大小圖K1823eq avs4alco1(挑戰(zhàn)自我)13模擬如圖K1824所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)高1.25 m，半徑為0.2 m，可繞通過(guò)圓心處的豎直轉(zhuǎn)

8、軸轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的同一半徑上放有質(zhì)量均為0.4 kg的小物塊A、B(可看成質(zhì)點(diǎn))，A與轉(zhuǎn)軸間距離為0.1 m，B位于轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣處，A、B間用長(zhǎng)0.1 m的細(xì)線相連，A、B與水平轉(zhuǎn)臺(tái)間最大靜摩擦力均為0.54 N，g取10 m/s2.(1)當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度到達(dá)多大時(shí)細(xì)線上出現(xiàn)張力？(2)當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度到達(dá)多大時(shí)A物塊開(kāi)始滑動(dòng)？(3)假設(shè)A物塊恰好將要滑動(dòng)時(shí)細(xì)線斷開(kāi)，此后轉(zhuǎn)臺(tái)保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求B物塊落地瞬間A、B兩物塊間的水平距離(不計(jì)空氣阻力，計(jì)算時(shí)取3) 圖K1824課時(shí)作業(yè)十八B【根底熱身】1C解析 根據(jù)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)的條件易知選項(xiàng)C正確2B解析 對(duì)物塊受力分析可知，物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤(pán)向上的支

9、持力及指向圓心的摩擦力共三個(gè)力作用，它們的合力提供向心力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)B正確根據(jù)向心力公式Fmr2可知，當(dāng)角速度一定時(shí)，半徑越大，所需的向心力越大，越容易脫離圓盤(pán)；根據(jù)向心力公式Fmreq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2可知，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，周期越小，所需向心力越大，越容易脫離圓盤(pán)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤3D解析 物體脫離球面的條件是，物體與球面之間不存在壓力物體在最高點(diǎn)受到的向心力Feq f(mv2,R)mg，即物體恰好在最高點(diǎn)脫離半圓球做平拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確4AC解析 申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度等于趙宏博轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2neq f(230,60)rad/s，由vr得：r1

10、.5 m，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Fcos30mr2解得F850 N，選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)D錯(cuò)誤【技能強(qiáng)化】 5CD解析 變阻器全部連入電路，電路中電流恒定不變，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)小球有kxm2(lx)，求得xeq f(m2l,km2)；由串聯(lián)電路中分壓規(guī)律有得eq f(U,E)eq f(x,l)得Ueq f(Em2,km2)，選項(xiàng)C、D正確6A解析 甲輪邊緣的線速度v1r11，乙輪邊緣的線速度v2r22，丙輪邊緣的線速度v3r33，由各輪邊緣的線速度相等得：r11r22r33，所以3eq f(r11,r3)，選項(xiàng)A正確7A解析 如下圖，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受三個(gè)力的作用：

11、重力mg、水平面支持力FN、繩子拉力F.在水平方向有 Fsinm2R42mn2R，在豎直方向有FcosFNmg，且Rhtan，當(dāng)球即將離開(kāi)水平面時(shí)，F(xiàn)N0，轉(zhuǎn)速n有最大值. 聯(lián)立解得neq f(1,2)eq r(f(g,h)，應(yīng)選項(xiàng)A正確8ABC解析 因小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)，在P點(diǎn)的合加速度應(yīng)是向心加速度與切向加速度的合成，故只有D選項(xiàng)符合要求9B解析 汽車在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如果路面是水平的，汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力只能由靜摩擦力提供；當(dāng)外側(cè)路面高于內(nèi)側(cè)路面一個(gè)適當(dāng)?shù)母叨?，也就是路面向?nèi)側(cè)傾斜一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌?，地面?duì)車支持力的水平分量恰好提供車所需要的向心力時(shí)，車輪與路面的橫向摩擦力正好等于零在

12、此臨界情況下對(duì)車受力分析，明確汽車所受合外力的方向水平指向圓心然后由牛頓第二定律列方程求解10A解析 金屬球A受重力、支持力、拉力FA三個(gè)力作用，拉力的分力提供向心力，在水平方向有FAcosm2rA，同理，對(duì)金屬球B有FBcosm2rB，由幾何關(guān)系得coseq f(rA,AC)，coseq f(rB,BC)，解得eq f(FA,FB)eq f(rAcos,rB cos)eq f(f(rArB,BC),f(rBrA,AC)eq f(AC,BC)，由于ACBC，所以FAFB，可知繩AC先斷，選項(xiàng)A正確114589 N解析 飛機(jī)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)飛行員受力分析得：FNmgmeq f(v2,r)解得FNm

13、gmeq f(v2,r)4589 N由牛頓第三定律得飛行員對(duì)座椅的壓力為4589 N.12(1)3 m/s(2)43 N解析 (1)小球無(wú)碰撞進(jìn)入圓弧軌道，即小球落到A點(diǎn)時(shí)速度方向沿A點(diǎn)的切線方向，那么tan53eq f(vy,vx)eq f(gt,v0)又有heq f(1,2)gt2聯(lián)立以上各式解得v03 m/s.(2)設(shè)小球到最低點(diǎn)的速度為v，由機(jī)械能守恒定律，有eq f(1,2)mv2eq f(1,2)mveq oal(2,0)mghR(1cos53)在最低點(diǎn)，據(jù)牛頓第二定律有FNmgmeq f(v2,R)聯(lián)立以上各式解得FN43 N由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?3 N.【挑戰(zhàn)自我】13(1)eq f(3,2)eq r(3)rad/s(2)3 rad/s(3)0.28 m解析 (1)由F向m2r可知，B先到達(dá)臨界狀態(tài)，故當(dāng)細(xì)線上剛出現(xiàn)張力時(shí)滿足fmmeq oal(2,1)r.解得1eq r(f(fm,mr)eq f(3,2) eq r(3) rad/s.(2)當(dāng)繼續(xù)增大，A受力也到達(dá)最大靜摩擦力時(shí)，A開(kāi)始滑動(dòng)，有fmFTmeq oal(2,2)eq f(r,2)，fmFTme