2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)試題勻速圓周運(yùn)動(dòng) doc-高中物理

1、 永久免費(fèi)組卷搜題網(wǎng) 永久免費(fèi)組卷搜題網(wǎng)第20講勻速圓周運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)成功1.下列關(guān)于與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)的地球表面上各點(diǎn)的說法，正確的是()A.線速度隨緯度增大而減小B.角速度隨緯度增大而減小C.向心加速度隨緯度增大而增大D.自轉(zhuǎn)周期等于一晝夜即24小時(shí)解析：地球自轉(zhuǎn)時(shí)，各處角速度相等，線速度等于角速度乘以該緯度圓的半徑.答案：AD2.如圖所示，小金屬球的質(zhì)量為m， 用長為L的輕懸線固定于O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方 eq f(L,2) 處釘有一顆釘子P，把懸線沿水平方向拉直.若小金屬球被無初速度釋放，當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間(設(shè)線沒有斷)，則()A.小球的角速度突然增大B.小球的線速度突然減小到零C.小球的加速

2、度突然增大D.懸線的張力突然增大解析：碰到釘子的瞬間線速度不變，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑突然變小.故角速度突然變大，向心加速度aeq f(v2,r)突然變大，懸線張力Tmgeq f(mv2,r)突然變大.答案：ACD3.圖示為向心力演示器.轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng).皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個(gè)球所受向心力的大小.現(xiàn)分別將小球放在兩邊的

3、槽內(nèi)，為探究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，下列做法正確的是()A.在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下，用質(zhì)量相同的鋼球做實(shí)驗(yàn)B.在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下，用質(zhì)量不同的鋼球做實(shí)驗(yàn)C.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下，用質(zhì)量不同的鋼球做實(shí)驗(yàn)D.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下，用質(zhì)量相同的鋼球做實(shí)驗(yàn)解析：向心力公式Fm2r，應(yīng)用控制變量法做實(shí)驗(yàn)，使小球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑相等，用質(zhì)量相同的鋼球做實(shí)驗(yàn)才可以比較總結(jié)出向心力大小與角速度的關(guān)系，故選項(xiàng)A正確.答案：A4.在汽車技術(shù)中，速度和行程的測量有好幾種方法，圖甲所示為一光電式車速傳感器，其原理簡圖如圖乙所示，A為光源，B為光電接收器，A、B均與車身相對(duì)固定，

4、旋轉(zhuǎn)齒輪C與車輪D相連接，它們的轉(zhuǎn)速比nCnD12.車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接收后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示.若某次實(shí)驗(yàn)顯示出單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，要求出車的速度還必須測量的物理量或數(shù)據(jù)為：.汽車速度的表達(dá)式為：v.解析：設(shè)齒輪C的齒數(shù)為P，由題意知，C及車輪的角速度2eq f(n,P)，再設(shè)車輪的半徑為R，故車速vReq f(2Rn,P).答案：車輪的半徑R和齒輪的齒數(shù)Peq f(2Rn,P)5.如圖甲所示，某同學(xué)在水平操場上騎自行車，人與車的總質(zhì)量為m，車胎與地面之間的最大靜摩擦力是其對(duì)地面的壓力的倍(1).則該同學(xué)以速度v0騎行時(shí)轉(zhuǎn)彎的

5、半徑不能小于多少？解析：騎自行車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)的受力情況如圖乙所示，在豎直方向上有：FNmg在水平方向上：fmeq f(voal(2,0),R)FN可得：Req f(voal(2,0),g)即：該同學(xué)轉(zhuǎn)彎的半徑不得小于eq f(voal(2,0),g).答案：eq f(voal(2,0),g)6.一輛質(zhì)量m2.0 t的小轎車駛過半徑R90 m 的一段圓弧形橋面，取g10 m/s2.問：(1)若橋面為凹形，汽車以20 m/s的速度通過橋面最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面的壓力是多少？(2)若橋面為凸形，汽車以10 m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面的壓力是多少？(3)汽車以多大的速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)

6、橋面剛好沒有壓力？解析：(1)汽車通過凹形橋面的最低點(diǎn)時(shí)，在水平方向上受到牽引力F和阻力f的作用，在豎直方向上受到橋面向上的支持力FN1和向下的重力Gmg的作用，如圖甲所示.圓弧形軌道的圓心在汽車的正上方，支持力FN1與重力Gmg的合力為FN1mg，這個(gè)合力就是汽車通過橋面的最低點(diǎn)時(shí)的向心力，即F向FN1mg.由向心力公式有：FN1mgmeq f(v2,R)解得橋面對(duì)汽車的支持力大小為：FN1meq f(v2,R)mg2.89104 N乙根據(jù)牛頓第三定律知，汽車行駛在橋面最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力大小是2.89104 N.(2)汽車通過凸形橋面最高點(diǎn)時(shí)，在水平方向上受到牽引力F和阻力f的作用，在豎直

7、方向上受到豎直向下的重力Gmg和橋面向上的支持力FN2的作用，如圖乙所示.圓弧形軌道的圓心在汽車的正下方，重力Gmg與支持力FN2的合力為mgFN2，這個(gè)合力就是汽車通過橋面頂點(diǎn)時(shí)的向心力，即：F向mgFN2.由向心力公式有：mgFN2meq f(v2,R)橋面的支持力大小為：FN2mgmeq f(v2,R)1.78104 N根據(jù)牛頓第三定律知，汽車行駛在橋面最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力大小是1.78104 N.(3)設(shè)汽車的速度為vm時(shí)，汽車通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力為零.根據(jù)牛頓第三定律，這時(shí)橋面對(duì)汽車的支持力也為零，汽車在豎直方向上只受到重力G的作用，重力Gmg就是汽車駛過橋頂點(diǎn)時(shí)的向心力，

8、即F向mg，由向心力公式有：mgmeq f(voal(2,m),R)解得：vmeq r(gR)30 m/s.所以汽車以30 m/s的速度通過凸形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面剛好沒有壓力.答案：(1)2.89104 N(2)1.78104 N(3)30 m/s金典練習(xí)九勻速圓周運(yùn)動(dòng)選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.1.下列能反映坐在行駛的公共汽車內(nèi)的乘客發(fā)生與離心運(yùn)動(dòng)有關(guān)的現(xiàn)象的是()A.乘客突然向前傾倒B.乘客突然向后傾倒C.乘客上下振動(dòng)D.乘客因汽車向左轉(zhuǎn)彎而向右傾倒解析：當(dāng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，才會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，故D選項(xiàng)正確.

9、答案：D2.如圖所示，汽車以某一速率通過半圓形拱橋的頂點(diǎn)，下列關(guān)于汽車在該處受力情況(空氣阻力不計(jì))的說法中，正確的是()A.汽車受重力、支持力和向心力的作用B.汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用C.汽車所受的向心力就是重力D.汽車所受的重力和支持力的合力充當(dāng)向心力解析：汽車受重力、支持力、路面阻力和牽引力的作用，其中重力與支持力的合力提供向心力.答案：D3.圖示是便攜式放音機(jī)基本運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖，則在正常播放音樂時(shí)，保持不變的是()A.磁帶盤邊緣的線速度大小B.磁帶盤的角速度C.磁帶盤的轉(zhuǎn)速D.磁帶盤的周期解析：磁帶放音機(jī)的播放原理為磁帶上的磁信號(hào)感應(yīng)磁頭上的線圈轉(zhuǎn)化成電信號(hào).

10、為了保持放音速度平穩(wěn)，壓帶輪和主軸要確保磁帶傳送的線速度大小恒定，故A選項(xiàng)正確.答案：A4.如圖所示，放置在水平圓盤上的小物塊A跟著圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則A的受力情況是()A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C.受重力、支持力、向心力和摩擦力D.以上均不正確解析：物塊A在水平圓盤上，受到豎直向下的重力G、豎直向上的支持力FN的作用，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力.至于物塊A是否受摩擦力，方向如何，必須由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才可確定.摩擦力的方向可由牛頓第二定律判斷，由于物塊A隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)，具有指向圓心的向心加速度，故其必受向心力的作用.由于重力和支持力均不能提供向心力，這樣只有A受到的摩擦

11、力充當(dāng)向心力，因此，物塊A受到摩擦力的作用且摩擦力一定指向圓心.由此可知，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物塊A相對(duì)圓盤有沿半徑向外的運(yùn)動(dòng)趨勢.所以B選項(xiàng)正確.答案：B5.圖示為一種“滾輪平盤無級(jí)變速器”的示意圖，它由固定于主動(dòng)軸上的平盤和可隨從動(dòng)軸移動(dòng)的圓柱形滾輪組成.由于摩擦的作用，當(dāng)平盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪就會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng).如果滾輪不打滑，那么主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1、從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動(dòng)軸軸線的距離x之間的關(guān)系是()A.n2n1eq f(x,r)B.n2n1eq f(r,x)C.n2n1eq f(x2,r2) D.n2n1eq r(f(x,r)解析：滾輪與平盤接觸處的線速度相等，故有：1x2r即2

12、n1x2n2r可得：n2n1eq f(x,r).答案：A6.圖示是用以說明向心力與質(zhì)量、半徑之間的關(guān)系的儀器，球P和Q可以在光滑桿上無摩擦地滑動(dòng)，兩球之間用一條輕繩連接，mP2mQ.當(dāng)整個(gè)裝置以角速度勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩球離轉(zhuǎn)軸的距離保持不變，則此時(shí)()A.兩球受到的向心力的大小相等B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力C.rP一定等于 eq f(rQ,2)D.當(dāng)增大時(shí)，P球?qū)⑾蛲膺\(yùn)動(dòng)解析：兩球在水平方向上只受到輕繩拉力的作用，故兩球受到的向心力大小相等(等于輕繩張力)即mPrP2mQrQ2由上可知上等式與的大小無關(guān)，隨的增大兩球的位置不變，且由mP2mQ可得：rPeq f(1,2)rQ.答案：A

13、C7.高速行駛的競賽汽車依靠摩擦力轉(zhuǎn)彎是有困難的，所以競賽場地的彎道處做成側(cè)向斜坡，如果彎道半徑為r，斜坡和水平方向成角，則汽車完全不依靠摩擦力轉(zhuǎn)彎的速度大小為()A.eq r(grsin ) B.eq r(grcos )C.eq r(grtan ) D.eq r(grcot )解析：完全不依靠摩擦力轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車垂直運(yùn)動(dòng)方向平面的受力如圖所示有：F向mgtan eq f(mv2,r)解得：veq r(grtan ).答案：C8.如圖甲所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩表演.目測體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)與水平冰面的夾角約為30，

14、重力加速度為g，則可估算出該女運(yùn)動(dòng)員()A.受到的拉力為 eq r(3)G B.受到的拉力為2GC.向心加速度為3g D.向心加速度為2g解析：女運(yùn)動(dòng)員的受力情況可簡化成如圖乙所示，有：Tcos 60GTsin 60maGtan 60解得：T2G，aeq r(3)g.答案：B9.如圖甲所示，m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，A為終端皮帶輪.已知皮帶輪的半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑.當(dāng)m可被水平拋出時(shí)，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少為()A.eq f(1,2)eq r(f(g,r)B.eq r(f(g,r)C.eq r(gr)D.eq f(1,2)eq r(gr)解析：方法一m到達(dá)皮帶輪

15、的頂端時(shí)，若meq f(v2,r)mg，表示m受到的重力小于(或等于)m沿皮帶輪表面做圓周運(yùn)動(dòng)的所需的向心力，m將離開皮帶輪的外表面而做平拋運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)檗D(zhuǎn)數(shù)neq f(,2)eq f(v,2r)所以當(dāng)veq r(gr)，即轉(zhuǎn)數(shù)neq f(1,2)eq r(f(g,r)時(shí)，m可被水平拋出故選項(xiàng)A正確.乙方法二建立如圖乙所示的直角坐標(biāo)系.當(dāng)m到達(dá)皮帶輪的頂端有一速度時(shí)，若沒有皮帶輪在下面，m將做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度的大小可以作出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.若軌跡在皮帶的下方，說明m將被皮帶擋住，先沿皮帶輪下滑；若軌跡在皮帶的上方，說明m立即離開了皮帶輪而做平拋運(yùn)動(dòng).又因?yàn)槠л唸A弧在坐標(biāo)系中的函數(shù)為：y2x2r

16、2初速度為v的平拋運(yùn)動(dòng)在坐標(biāo)系中的函數(shù)為：yreq f(1,2)g(eq f(x,v)2平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡在皮帶輪上方的條件為：x0時(shí)，平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上各點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離大于r，即eq r(y2x2)r即eq r(rf(1,2)g(f(,v)22x2)r，解得：veq r(gr)又因皮帶輪的轉(zhuǎn)速n與v的關(guān)系為：neq f(v,2r)可得：當(dāng)neq f(1,2)eq r(f(g,r)時(shí)，m可被水平拋出.答案：A10.如圖所示，小球A的質(zhì)量為2m，小球B和C的質(zhì)量均為m，B、C兩球到結(jié)點(diǎn)P的輕繩長度相等，滑輪摩擦不計(jì)，當(dāng)B、C兩球以某角速度做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，A球?qū)?)A.向上做加速運(yùn)動(dòng)B.向下做加速運(yùn)動(dòng)

17、C.保持平衡狀態(tài)D.上下振動(dòng)解析：設(shè)B、C做角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，BP、CP與豎直方向的夾角為，兩輕繩的張力Teq f(mg,cos )，B、C球的向心力Fmgtan m2r.則BP、CP兩繩對(duì)P點(diǎn)張力的合力為：T左2Tcos 2mg故A球?qū)⒈３制胶鉅顟B(tài).答案：C非選擇題部分共3小題，共40分.11.(13分)如圖所示，有一個(gè)置于水平地面上的圓臺(tái)，其底A的半徑為r1，底B的半徑為r2(r2r1)，母線AB長為L.將圓臺(tái)推動(dòng)以后它在水平地面上做無相對(duì)滑動(dòng)的勻速滾動(dòng)，已知滾動(dòng)一周的時(shí)間為T.求：(1)圓臺(tái)在地面上壓出的軌跡內(nèi)徑RA.(2)圓臺(tái)滾動(dòng)過程中相對(duì)自身軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.解析：(1)設(shè)圓

18、臺(tái)滾動(dòng)n轉(zhuǎn)做完一整體圓周運(yùn)動(dòng)，有：2RAn2r12(RAL)n2r2解得：RAeq f(r1L,r2r1).(2)由(1)可解得：neq f(L,r2r1)故圓臺(tái)相對(duì)自身軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為：eq f(2n,T)eq f(2L,(r2r1)T).答案：(1)eq f(r1L,r2r1)(2)eq f(2L,(r2r1)T)12.(13分)圖甲為電動(dòng)打夯機(jī)的示意圖，在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸O上裝一個(gè)偏心輪，偏心輪的質(zhì)量為m，其重心離軸心的距離為r.除偏心輪之外，整個(gè)裝置其余部分的質(zhì)量為M.當(dāng)電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，打夯機(jī)的底座在地面上跳動(dòng)而將地面打?qū)嵑痪o，試分析并回答：(1)為了使底座剛好跳離地面，偏心輪的最小

19、角速度0應(yīng)是多少？(2)如果偏心輪始終以這個(gè)角速度0轉(zhuǎn)動(dòng)，底座對(duì)地面壓力的最大值為多少？解析：由題意知，底座剛好跳離地面(或?qū)Φ貕毫ψ畲?時(shí)，偏心輪(m)的重心剛好在半徑為r的圓周上的最高點(diǎn)(或最低點(diǎn))，分別如圖乙、丙所示：乙丙(1)M剛好跳離地面時(shí)的受力分析如圖乙所示：所以對(duì)m有T1mgmeq oal(2,0)r對(duì)M有：T1Mg0解得：0eq r(f(Mm)g,mr).(2)M對(duì)地的最大壓力為FNm時(shí)的受力分析如圖丙所示：對(duì)m有：T2mgmeq oal(2,0)r對(duì)M有：FNmMgT20解得：FNm2Mg2mg.答案：(1)0eq r(f(Mm)g,mr)(2)FNm2Mg2mg13.(14分)游