2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運動 萬有引力 課時作業(yè)12 圓周運動.doc

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課時作業(yè)（十二）圓周運動基礎(chǔ)小題練1如圖所示，一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動，a和b是輪上質(zhì)量相等的兩個質(zhì)點，則偏心輪轉(zhuǎn)動過程中a、b兩質(zhì)點() A角速度大小相同B線速度大小相同C向心加速度大小相同D向心力大小相同【解析】同軸轉(zhuǎn)動角速度相等，A正確；由于兩者半徑不同，根據(jù)公式vr可得兩點的線速度不同，B錯誤；根據(jù)公式a2r，角速度相同，半徑不同，所以向心加速度不同，C錯誤；根據(jù)公式Fma，質(zhì)量相同，但是加速度不同，所以向心力大小不同，D錯誤【答案】A2(2018甘肅河西五市聯(lián)考)利用雙線可以穩(wěn)固小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動而不易偏離豎直面，如圖所示，用兩根長為L的細(xì)線系一質(zhì)量為m的小球，兩線上端系于水平橫桿上，A，B兩點相距也為L，若小球恰能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，則小球運動到最低點時，每根細(xì)線承受的張力為() A2mg B3mgC2.5mg Dmg【解析】小球恰好過最高點時有mg，解得v1，根據(jù)動能定理得mgLmvmv，由牛頓第二定律得Tmgm，聯(lián)立得T2mg，故A正確，B、C、D錯誤【答案】A3如圖為某一皮帶傳動裝置主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑下列說法正確的是()A從動輪做順時針轉(zhuǎn)動B從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動C從動輪邊緣線速度大小為n1D從動輪的轉(zhuǎn)速為n1【解析】主動輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，傳送帶沿MN方向運動，故從動輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，故A錯誤，B正確；由2n、vr可知，2n1r12n2r2，解得n2n1，從動輪邊緣線速度大小v2n2r22n1r1，故C、D錯誤【答案】B4.(2018山東青島市即墨一中高三上學(xué)期期中)如圖所示，甲、乙圓盤的半徑之比為12，兩水平圓盤緊靠在一起，乙靠摩擦隨甲不打滑轉(zhuǎn)動兩圓盤上分別放置質(zhì)量為m1和m2的小物體，m12m2，兩小物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)相同m1距甲盤圓心為r，m2距乙盤圓心為2r，此時它們正隨圓盤做勻速圓周運動下列判斷正確的是() Am1和m2的線速度之比為14Bm1和m2的向心加速度之比為21C隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1先開始滑動D隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動【解析】甲、乙兩輪子邊緣上的各點線速度大小相等，有：1R22R，則得1221，所以物塊相對圓盤開始滑動前，m1與m2的角速度之比為21.根據(jù)公式：vr，所以：，故A錯誤根據(jù)a2r得：m1與m2的向心加速度之比為 a1a2(r)(2r)21，故B正確根據(jù)mgmr2ma知，m1先達(dá)到臨界角速度，可知當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時，m1先開始滑動，故C正確，D錯誤【答案】BC5.如圖所示，水平放置的圓筒可以繞中心軸線勻速轉(zhuǎn)動，在圓筒上的直徑兩端有兩個孔A、B，當(dāng)圓筒的A孔轉(zhuǎn)到最低位置時，一個小球以速度v0射入圓筒，圓筒的半徑為R，要使小球能夠不碰到筒壁首次離開圓筒，則圓筒轉(zhuǎn)動的角速度可能為(已知重力加速度大小為g)() A.，n1,2,3，B.，n1,2,3，C.，n1,2,3，D.，n1,2,3，【解析】若小球上升最大高度小于圓筒直徑，小球從A孔離開，則豎直上拋時間為t，n1,2,3，A正確；若小球上升最大高度小于圓筒直徑，從B孔離開，則有t，n1,2,3，B正確；若小球上升最大高度大于直徑，從B孔離開，小球經(jīng)過圓筒時間為t，則有2Rv0t，圓筒轉(zhuǎn)動時間為t，n1,2,3，解得，C正確；若小球上升最大高度大于直徑，從A孔離開，則圓筒轉(zhuǎn)動時間為t，n1,2,3，解得，D錯誤【答案】ABC6(2018開封高三模擬)在離心澆鑄裝置中，電動機帶動兩個支承輪同向轉(zhuǎn)動，管狀模型放在這兩個輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動，如圖所示，鐵水注入之后，由于離心作用，鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上，從而可得到密實的鑄件，澆鑄時轉(zhuǎn)速不能過低，否則，鐵水會脫離模型內(nèi)壁，產(chǎn)生次品已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R，則管狀模型轉(zhuǎn)動的最低角速度為() A. B C. D2【解析】最易脫離模型內(nèi)壁的位置在最高點，轉(zhuǎn)動的最低角速度對應(yīng)鐵水在最高點受內(nèi)壁的作用力為零，即mgm2R，得：，A正確【答案】A創(chuàng)新導(dǎo)向練7生活實際圓周運動中的自行車問題雨天在野外騎車時，在自行車的后輪輪胎上常會粘附一些泥巴，行駛時感覺很“沉重”如果將自行車后輪撐起，并離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動，泥巴就被甩下來如圖所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個特殊位置，則()A泥巴在圖中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度B泥巴在圖中的b、d位置時最容易被甩下來C泥巴在圖中的c位置時最容易被甩下來D泥巴在圖中的a位置時最容易被甩下來【解析】當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動時，由aR2知a、b、c、d四個位置的向心加速度大小相等，A錯誤在角速度相同的情況下，泥巴在a點有Famgm2R，在b、d兩點有Fbdm2R，在c點有Fcmgm2R，所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大，容易被甩下，故B、D錯誤，C正確【答案】C8生活實際通過“過山車”考查圓周運動最高點的臨界問題如圖所示甲、乙、丙、丁是游樂場中比較常見的過山車，甲、乙兩圖的軌道車在軌道的外側(cè)做圓周運動，丙、丁兩圖的軌道車在軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運動，兩種過山車都有安全鎖(由上、下、側(cè)三個輪子組成)把軌道車套在了軌道上，四個圖中軌道的半徑都為R，下列說法正確的是()A甲圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過軌道最高點時，座椅一定給人向上的力B乙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過軌道最低點時，安全帶一定給人向上的力C丙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過軌道最低點時，座椅一定給人向上的力D丁圖中，軌道車過最高點的最小速度為【解析】在甲圖中，當(dāng)速度比較小時，根據(jù)牛頓第二定律得，mgFNm，即座椅給人施加向上的力，當(dāng)速度比較大時，根據(jù)牛頓第二定律得，mgFNm，即座椅給人施加向下的力，故A錯誤；在乙圖中，因為合力指向圓心，重力豎直向下，所以安全帶給人一定是向上的力，故B正確；在丙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過軌道最低點時，合力方向向上，重力豎直向下，則座椅給人的作用力一定豎直向上，故C正確；在丁圖中，由于軌道車有安全鎖，可知軌道車在最高點的最小速度為零，故D錯誤【答案】BC9高新科技圓周運動中的運動學(xué)問題應(yīng)用實例某計算機讀卡系統(tǒng)內(nèi)有兩個圍繞各自固定軸勻速轉(zhuǎn)動的鋁盤A、B，A盤固定一個信號發(fā)射裝置P，能持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線，P到圓心的距離為28 cm.B盤上固定一個帶窗口的紅外線信號接收裝置Q，Q到圓心的距離為16 cm.P、Q轉(zhuǎn)動的線速度均為4 m/s.當(dāng)P、Q正對時，P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入Q的接收窗口，如圖所示，則Q每隔一定時間就能接收到紅外線信號，這個時間的最小值為()A0.42 s B0.56 sC0.70 s D0.84 s【解析】P的周期TP s0.14 s，同理Q的周期TQ s0.08 s，而經(jīng)過的時間應(yīng)是它們周期的整數(shù)倍，因此B項正確【答案】B10科技生活汽車后備箱升降學(xué)問汽車后備箱蓋一般都配有可伸縮的液壓桿，如圖甲所示，其示意圖如圖乙所示，可伸縮液壓桿上端固定于后蓋上A點，下端固定于箱內(nèi)O點，B也為后蓋上一點，后蓋可繞過O點的固定鉸鏈轉(zhuǎn)動，在合上后備箱蓋的過程中()AA點相對O點做圓周運動BA點與B點相對于O點轉(zhuǎn)動的線速度大小相等CA點與B點相對于O點轉(zhuǎn)動的角速度大小相等DA點與B點相對于O點轉(zhuǎn)動的向心加速度大小相等【解析】在合上后備箱蓋的過程中，OA的長度是變化的，因此A點相對O點不是做圓周運動，A錯誤；在合上后備箱蓋的過程中，A點與B點都是繞O點做圓周運動，相同的時間繞O點轉(zhuǎn)過的角度相同，即A點與B點相對O點的角速度相等，但是OB大于OA，根據(jù)vr，所以B點相對于O點轉(zhuǎn)動的線速度大，故B錯誤，C正確；根據(jù)向心加速度ar2可知，B點相對O點的向心加速度大于A點相對O點的向心加速度，故D錯誤【答案】C綜合提升練11.物體做圓周運動時所需的向心力F需由物體運動情況決定，合力提供的向心力F供由物體受力情況決定，若某時刻F需F供，則物體能做圓周運動；若F需F供，物體將做離心運動；若F需F供，物體將做近心運動現(xiàn)有一根長L1 m的剛性輕繩，其一端固定于O點，另一端系著質(zhì)量m0.5 kg的小球(可視為質(zhì)點)，將小球提至O點正上方的A點處，此時繩剛好伸直且無張力，如圖所示不計空氣阻力，g取10 m/s2，則：(1)為保證小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，在A點至少應(yīng)施加給小球多大的水平速度？(2)在小球以速度v14 m/s水平拋出的瞬間，繩中的張力為多少？(3)在小球以速度v21 m/s水平拋出的瞬間，繩中若有張力，求其大?。蝗魺o張力，試求繩子再次伸直時所經(jīng)歷的時間【解析】(1)小球做圓周運動的臨界條件為重力剛好提供最高點時小球做圓周運動的向心力，即mgm，解得v0 m/s.(2)因為v1v0，故繩中有張力根據(jù)牛頓第二定律有F1mgm，代入數(shù)據(jù)得繩中張力F13 N.(3)因為v2v0，故繩中無張力，小球?qū)⒆銎綊佭\動，其運動軌跡如圖中實線所示，有L2(yL)2x2，xv2t，ygt2，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得t0.6 s.【答案】(1) m/s(2)3 N(3)無張力，0.6 s12(2018山東濰坊高三上學(xué)期期中)如圖所示，圓形餐桌中心有一半徑為R的圓盤，可繞穿過中心的豎直軸轉(zhuǎn)動，圓盤與餐桌在同一水平面內(nèi)且兩者之間的間隙可忽略不計當(dāng)圓盤的角速度為 時，放置在圓盤邊緣的小物體恰好滑上餐桌已知小物體與餐桌間的動摩擦因數(shù)為0.25，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.求：(1)小物體與圓盤的動摩擦因數(shù)；(2)小物體恰好不從餐桌滑落時餐桌的最小半徑【解析】(1)設(shè)小物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)為1，小物體恰好滑到餐桌上時圓盤的角速度為01mgmR代入數(shù)據(jù)解得：10.5.(2)小物體從圓盤甩出時的速度v10R設(shè)小物體與餐桌間的動摩擦因數(shù)為2，小物體在餐桌上滑動距離x1恰不滑出桌面，0v2ax1a2g餐桌的最小半徑Rmin聯(lián)立解得：RminR【答案】(1)0.5(2)R