第18講圓周運(yùn)動（練習(xí)）（原卷版）

第18講圓周運(yùn)動（模擬精練+真題演練）1．（2023·四川眉山·?？寄M預(yù)測）如圖甲所示，修正帶是通過兩個(gè)齒輪相互咬合進(jìn)行工作的，其原理可簡化為圖乙中所示的模型。A、B是大、小齒輪邊緣上的兩點(diǎn)，C是大輪上的一點(diǎn)。若大輪半徑是小輪半徑的2倍，小輪中心到A點(diǎn)和大輪中心到C點(diǎn)的距離之比為2∶1，則A、B、C三點(diǎn)（）

A．線速度大小之比為4∶4∶1 B．角速度之比為1∶1∶1C．轉(zhuǎn)速之比為2∶2∶1 D．向心加速度大小之比為2∶1∶12．（2023·湖北武漢·統(tǒng)考模擬預(yù)測）剪紙藝術(shù)源遠(yuǎn)流長，經(jīng)久不衰，是中國民間藝術(shù)中的瑰寶。將如圖所示具有對稱性的剪紙平放并固定在水平圓盤上，剪紙中心與圓盤中心重合，圓盤勻速轉(zhuǎn)動，在暗室中用每秒閃光10次的頻閃光源照射圓盤，暗室中靜止不動的觀察者觀察到剪紙相對靜止，則圓盤的轉(zhuǎn)速至少為（）

A．0.02r/s B．2r/s C．4r/s D．3．（2023·廣東廣州·華南師大附中?？既＃┤鐖D所示為華附校園內(nèi)的風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，其感應(yīng)部分由三個(gè)相同的半球形空杯組成，稱為風(fēng)杯。三個(gè)風(fēng)杯對稱地位于水平面內(nèi)互成120°的三叉型支架末端，與中間豎直軸的距離相等。開始刮風(fēng)時(shí)，空氣流動產(chǎn)生的風(fēng)力推動靜止的風(fēng)杯開始繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，風(fēng)速越大，風(fēng)杯轉(zhuǎn)動越快。若風(fēng)速保持不變，三個(gè)風(fēng)杯最終會勻速轉(zhuǎn)動，根據(jù)風(fēng)杯的轉(zhuǎn)速，就可以確定風(fēng)速，則（）

A．若風(fēng)速不變，三個(gè)風(fēng)杯最終加速度為零B．任意時(shí)刻，三個(gè)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動的速度都相同C．開始刮風(fēng)時(shí)，風(fēng)杯所受合外力沿水平方向指向旋轉(zhuǎn)軸D．風(fēng)杯勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，其轉(zhuǎn)動周期越大，測得的風(fēng)速越小4．（2023·河北滄州·河北省吳橋中學(xué)?？寄M預(yù)測）2022年6月5日，法國網(wǎng)球公開賽圓滿落幕。高速旋轉(zhuǎn)的網(wǎng)球在空氣中飛行將受到垂直于氣流方向的橫向力的作用，球體產(chǎn)生橫向位移，改變原來的運(yùn)動軌跡，這就是馬格努斯效應(yīng)。研究表明，馬格努斯力的大小與球在流體中飛行的瞬時(shí)速度v、球旋轉(zhuǎn)的角速度ω、球半徑R以及流體的密度ρ、流體與球面間的粘性系數(shù)A有關(guān)，其表達(dá)式為，關(guān)于表達(dá)式中A的單位。下列說法正確的是（）A．國際單位制中，A的單位是N/m3B．國際單位制中，A的單位是kg/radC．國際單位制中，A的單位是kg/m2D．國際單位制中，A是一個(gè)沒有單位的比例系數(shù)5．（2023·河北滄州·河北省吳橋中學(xué)?？寄M預(yù)測）2021年3月27日，我國花樣滑冰運(yùn)動員陳虹伊，在2021世界花樣滑冰錦標(biāo)賽上以162.79分的總成績排在女子單人滑第二十一名。如圖甲是我國奧運(yùn)冠軍花樣滑冰運(yùn)動員陳虹伊在賽場上的情形，假設(shè)在比賽的某段時(shí)間她單腳著地，以速度v做勻速圓周運(yùn)動，如圖乙冰鞋與冰面間的夾角為37°，陳虹伊的質(zhì)量為m，重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)冰鞋對陳虹伊的摩擦，下列說法正確的是（）A．陳虹伊受重力、冰鞋的支持力、向心力的作用B．冰鞋對陳虹伊的支持力大小為C．陳虹伊做勻速圓周運(yùn)動的半徑為D．陳虹伊做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度大小為6．（2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測）拉球轉(zhuǎn)身動作是籃球運(yùn)動中的難點(diǎn)，如圖甲所示為籃球愛好者拉球轉(zhuǎn)身的一瞬間，由于籃球規(guī)則規(guī)定手掌不能上翻，我們將此過程理想化為如圖乙所示的模型：薄長方體代表手掌，轉(zhuǎn)身時(shí)球緊貼豎立的手掌，繞著轉(zhuǎn)軸（中樞腳所在直線）做圓周運(yùn)動。假設(shè)手掌和球之間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，籃球質(zhì)量為m，直徑為D，手掌到轉(zhuǎn)軸的距離為d，重力加速度為g，則要順利完成此轉(zhuǎn)身動作，下列說法正確的是（

）

A．籃球線速度至少為B．手掌和籃球之間的作用力至少為C．若籃球的速度為，則籃球會和手掌分離D．籃球的速度越大，手掌和球之間的摩擦力越大7．（2023·海南?？凇そy(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示是豎直放置的內(nèi)壁光滑的長方體容器的縱截面圖，是一個(gè)矩形，，，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量的小球用長的輕繩懸掛在點(diǎn)。小球隨容器一起繞邊做勻速圓周運(yùn)動，取重力加速度，已知，，下列說法正確的是（）A．當(dāng)時(shí)，器壁對小球的彈力大小是B．當(dāng)時(shí)，器壁對小球的彈力大小是C．小球剛接觸器壁時(shí)的角速度是D．小球剛接觸器壁時(shí)的角速度是8．（2023·上海虹口·統(tǒng)考二模）如圖，鋼架雪車比賽中，雪車以速率v通過截面為四分之一圓弧的彎道，彎道半徑為R，不計(jì)雪車受到冰面摩擦力。在此情況中（）A．運(yùn)動員和雪車所受合外力為零B．軌道對雪車的彈力為其轉(zhuǎn)彎的向心力C．若僅增大v，則雪車離軌道底部更高D．若僅增大R，則雪車離軌道底部更高9．（2023·浙江金華·統(tǒng)考三模）汽車的車廂地面上水平放著一個(gè)內(nèi)裝圓柱形工件的木箱，工件截面和車的行駛方向垂直如圖乙所示，當(dāng)汽車勻速通過三個(gè)半徑依次變小的圓形彎道時(shí)木箱及箱內(nèi)工件均保持相對靜止。從汽車行駛方向上看下列分析判斷正確的是（）

A．Q和M對P的支持力大小始終相等B．汽車過A、B、C三點(diǎn)時(shí)工件P受到的合外力大小相等C．汽車過A點(diǎn)時(shí)，汽車重心的角速度最大D．汽車過A、C兩點(diǎn)時(shí)，M對P的支持力大于Q對P的支持力10．（2021·遼寧沈陽·東北育才學(xué)校二模）如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑金屬細(xì)圓環(huán)半徑為R，質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上，同時(shí)有一長為R的細(xì)繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點(diǎn)，繩上的最大拉力為2mg。當(dāng)圓環(huán)以角速度繞豎直直徑轉(zhuǎn)動時(shí)，發(fā)現(xiàn)小球受到3個(gè)力的作用。則可能為（）A． B． C． D．11．（2023·全國·模擬預(yù)測）如圖所示，足夠大水平圓板可繞圓心處的豎直軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，圓板上疊放有兩物塊，下面的大物塊質(zhì)量為M=km，上面的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量為m，小物塊和轉(zhuǎn)軸間有一恰好伸直的水平輕繩，輕繩系在套住轉(zhuǎn)軸的光滑小環(huán)上，小環(huán)被卡在軸上固定高度h處，輕繩長度L=2h。已知小物塊與大物塊、大物塊與圓板間的動摩擦因數(shù)均為μ，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，則下列說法中不正確的是（）A．k越大，大物塊發(fā)生相對滑動的ω越大B．當(dāng)k=1，時(shí)，大物塊未發(fā)生相對滑動C．當(dāng)k=2，ω=時(shí)，大物塊未發(fā)生相對滑動D．當(dāng)k=2，時(shí)，大物塊將會一直做離心運(yùn)動12．（2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測）2022年2月7日，在首都體育館舉行的北京2022年冬奧會短道速滑項(xiàng)目男子1000米決賽中，我國選手任子威奪得冠軍。如圖1所示為短道速滑比賽場地的示意圖（由直道和半圓形軌道構(gòu)成），比賽場地周長約為，其中直道長度為，彎道內(nèi)徑為。如圖2所示為運(yùn)動員轉(zhuǎn)彎瞬間的一幕。假設(shè)該比賽場地的冰面水平，運(yùn)動員在彎道緊鄰黑色標(biāo)志塊做勻速圓周運(yùn)動，轉(zhuǎn)彎時(shí)冰刀與冰面間的動摩擦因數(shù)為0.1，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，運(yùn)動員的質(zhì)量為，運(yùn)動員可看作質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取。下列說法正確的是（）

A．運(yùn)動員由直道進(jìn)入彎道前要減速B．圖2中的運(yùn)動員在轉(zhuǎn)彎時(shí)，冰面的支持力和重力的合力提供其做圓周運(yùn)動的向心力C．運(yùn)動員緊鄰黑色標(biāo)志塊轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大速度為D．運(yùn)動員緊鄰黑色標(biāo)志塊轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大速度為13．（2023·湖南長沙·長郡中學(xué)?？寄M預(yù)測）如圖所示，傾角的斜面固定在可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上，斜面最低點(diǎn)A在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)臺以角速度勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，將質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放置于斜面上，經(jīng)過一段時(shí)間后小物塊與斜面一起轉(zhuǎn)動且相對斜面靜止在線上，此時(shí)小物塊到A點(diǎn)的距離為L。已知小物塊與斜面之間動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g，若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，，。則物塊相對斜面靜止時(shí)（

）

A．小物塊對斜面的壓力大小不小于B．小物塊對斜面的壓力大小不大于C．水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)不小于D．水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)不大于14．（2023·河南·校聯(lián)考二模）下圖是游樂場中的“旋轉(zhuǎn)飛椅”，它可以簡化為下圖所示的模型，圓盤直徑為D，飛椅通過長度相同的鋼絲繩懸掛起來，不同的飛椅懸點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸中心的距離不同，乘客坐上座椅后其重心到懸點(diǎn)的距離均為L。座椅上坐滿質(zhì)量均相等的乘客后，機(jī)器啟動，帶動圓盤勻速轉(zhuǎn)動，穩(wěn)定后懸掛于圓盤邊緣的A座椅鋼絲繩與豎直方向夾角為。座椅及懸掛座椅的所有鋼絲繩重力均不計(jì)，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為B．每位乘客的加速度大小均為C．飛椅懸點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸中心距離越大，懸掛座椅的鋼絲繩拉力越大D．懸掛座椅的所有鋼絲繩拉力大小均相等15．（2018·廣西柳州·柳州高級中學(xué)?？家荒＃┮惠v汽車在軌道半徑為R的彎道路面做圓周運(yùn)動，彎道與水平面的夾角為θ，如圖所示，汽車輪胎與路面的動摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanθ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，關(guān)于汽車在運(yùn)動過程中的表述正確的是（）A．汽車的速率可能為B．汽車在路面上不做側(cè)向滑動的最大速率為C．汽車在路面上不做側(cè)向滑動的最小速率為D．汽車在路面上不做側(cè)向滑動的最小速率為16．（2022·貴州黔南·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)物體間最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，則下列說法正確的是（）A．B的向心力與A的向心力相等B．盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的3倍C．A有沿半徑向外滑動的趨勢，B有沿半徑向內(nèi)滑動的趨勢D．增大圓盤轉(zhuǎn)速，要使A、B保持相對靜止一起相對圓盤滑動，則A、B之間的動摩擦因數(shù)大于B與盤之間的動摩擦因數(shù)17．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）“轉(zhuǎn)碟”是傳統(tǒng)的雜技項(xiàng)目，如圖所示，質(zhì)量為m的發(fā)光物體放在半徑為r的碟子邊緣，雜技演員用桿頂住碟子中心，使發(fā)光物體隨碟子一起在水平面內(nèi)繞A點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。當(dāng)角速度為時(shí)，碟子邊緣看似一個(gè)光環(huán)。求此時(shí)發(fā)光物體的速度大小和受到的靜摩擦力大小f。

18．（2022·福建·高考真題）清代乾隆的《冰嬉賦》用“躄躠”（可理解為低身斜體）二字揭示了滑冰的動作要領(lǐng)。短道速滑世界紀(jì)錄由我國運(yùn)動員武大靖創(chuàng)造并保持。在其創(chuàng)造紀(jì)錄的比賽中，（1）武大靖從靜止出發(fā)，先沿直道加速滑行，前用時(shí)。該過程可視為勻加速直線運(yùn)動，求此過程加速度大?。唬?）武大靖途中某次過彎時(shí)的運(yùn)動可視為半徑為的勻速圓周運(yùn)動，速度大小為。已知武大靖的質(zhì)量為，求此次過彎時(shí)所需的向心力大?。唬?）武大靖通過側(cè)身來調(diào)整身體與水平冰面的夾角，使場地對其作用力指向身體重心而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過彎，如圖所示。求武大靖在（2）問中過彎時(shí)身體與水平面的夾角