2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章《曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力》第3課時(shí) 圓周運(yùn)動(dòng)課時(shí)沖關(guān) 新人教版

第四章 第3課時(shí) 圓周運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1(68520099)(2017·內(nèi)蒙古赤峰期末)機(jī)動(dòng)車檢測(cè)站進(jìn)行車輛尾氣檢測(cè)原理如下：車的主動(dòng)輪壓在兩個(gè)相同粗細(xì)的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滾動(dòng)圓筒上，可在原地沿前進(jìn)方向加速，然后把檢測(cè)傳感器放入尾氣出口，操作員把車加速到一定程度，持續(xù)一定時(shí)間，在與傳感器相連的電腦上顯示出一系列相關(guān)參數(shù)現(xiàn)有如下檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)圖：車軸A的半徑為ra，車輪B的半徑為rb，滾動(dòng)圓筒C的半徑rc，車輪與滾動(dòng)圓筒間不打滑，當(dāng)車輪以恒定轉(zhuǎn)速n(每秒鐘n轉(zhuǎn))運(yùn)行時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()AC的邊緣線速度為2nrcBA、B的角速度大小相等，均為2n且A、B沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，C沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)CA、B、C的角速度大小相等，均為2n，且均沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)DB、C的角速度之比為解析：B由v2nR可知B輪的線速度為vb2nrb，B、C線速度相同，即C的線速度為vcvb2nrb，A錯(cuò)誤B、C線速度相同，B、C角速度比為半徑的反比，D錯(cuò)誤A、B為主動(dòng)輪，C為從動(dòng)輪，A、B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤2(2017·安徽馬鞍山二中、安師大附中、淮北一中期中聯(lián)考)如圖所示為花樣滑冰雙人自由滑比賽時(shí)的情形男運(yùn)動(dòng)員以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著女運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若男運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)速為30 r/min，手臂與豎直方向夾角約為60°，女運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量是50 kg，她觸地冰鞋的線速度為4.7 m/s，則下列說(shuō)法正確的是()A女運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為2 rad/sB女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑約為2 mC男運(yùn)動(dòng)員手臂拉力約是850 ND男運(yùn)動(dòng)員手臂拉力約是500 N解析：C已知轉(zhuǎn)速n30 r/min0.5 r/s，由公式2n，解得 rad/s，故A錯(cuò)誤由vr得r m1.5 m，故B錯(cuò)誤對(duì)女運(yùn)動(dòng)員研究可知，其在豎直方向上受力平衡，拉力的水平分力提供向心力，則有Fsin 60°m，解得F850 N，故C正確，D錯(cuò)誤3(2017·浙江杭州五校聯(lián)盟二診)質(zhì)量為m的物體沿著半徑為r的半球形金屬球殼滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，如圖所示，若物體與球殼之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體在最低點(diǎn)時(shí)的()A向心加速度為gB向心力為mC對(duì)球殼的壓力為D受到的摩擦力為m解析：D物體滑到半球形金屬球殼最低點(diǎn)時(shí)，速度大小為v，半徑為r，向心加速度為an，故A錯(cuò)誤根據(jù)牛頓第二定律可知，物體在最低點(diǎn)時(shí)的向心力Fnm，故B錯(cuò)誤根據(jù)牛頓第二定律得Nmgm，得到金屬球殼對(duì)物體的支持力Nm，由牛頓第三定律可知，物體對(duì)金屬球殼的壓力大小Nm，故C錯(cuò)誤物體在最低點(diǎn)時(shí)，受到的摩擦力為fNm，故D正確4(2017·山東文登市上學(xué)期期中)如圖所示，質(zhì)量為m的小環(huán)套在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑大圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)小環(huán)經(jīng)過(guò)大圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A小環(huán)對(duì)大圓環(huán)的壓力可以等于mgB小環(huán)對(duì)大圓環(huán)的拉力可以等于mgC小環(huán)的線速度大小不可能小于D小環(huán)的向心加速度可以等于g解析：C小環(huán)到達(dá)最高點(diǎn)的最小速度可以是零，可以小于，可以大于，當(dāng)速度大于時(shí)，大環(huán)對(duì)小環(huán)有向下的壓力，可以等于mg.當(dāng)速度等于零時(shí)，大環(huán)對(duì)小環(huán)有向上的拉力，等于mg.當(dāng)環(huán)之間作用力為零時(shí)，小環(huán)只受重力，加速度為g.綜合以上分析，選C.5(68520100)(2016·河北石家莊質(zhì)檢)如圖所示，長(zhǎng)為3L的輕桿可繞光滑水平轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A、B，球A距軸O的距離為L(zhǎng).現(xiàn)給系統(tǒng)一定能量，使桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，水平轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力恰好為零，忽略空氣阻力，已知重力加速度為g，則球B在最高點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A球B的速度為零B球B的速度為C球A的速度為D桿對(duì)球B的彈力方向豎直向上解析：C水平轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力為零，這說(shuō)明A、B對(duì)桿的作用力是一對(duì)平衡力，由于A所受桿的彈力必豎直向上，故B所受桿的彈力必豎直向下，且兩力大小相等，D錯(cuò)誤對(duì)A球有Fmgm2L，對(duì)B球有Fmgm2·2L，由以上兩式解得，則A球的速度vAL，C正確；B球的速度vB·2L2，A、B錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題7分，共21分全部選對(duì)的得7分，部分選對(duì)的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)6(2017·江蘇揚(yáng)州中學(xué)月考)如圖所示，一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球P，細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上，Q放在帶小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圓錐擺)現(xiàn)使小球改到一個(gè)更高一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圖中P位置)，兩次金屬塊Q都靜止在桌面上的同一點(diǎn)，則后一種情況與原來(lái)相比較，下面的判斷中正確的是()AQ受到桌面的支持力變大BQ受到桌面的靜摩擦力變大C小球P運(yùn)動(dòng)的周期變大D小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變大解析：BD金屬塊Q保持在桌面上靜止，根據(jù)平衡條件可知，Q受到桌面的支持力等于其重力，保持不變，故A錯(cuò)誤設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，細(xì)線的拉力大小為T，細(xì)線桌面下方的長(zhǎng)度為L(zhǎng).小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由重力和細(xì)線的拉力的合力提供向心力，如圖所示，則有T，mgtan m2Lsin ，解得角速度為，周期為T2 ；使小球改到一個(gè)更高一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，增大，cos 減小，則得到細(xì)線拉力T增大，角速度增大，周期T減小對(duì)Q由平衡條件得知，Q受到桌面的靜摩擦力變大，故B、D正確，C錯(cuò)誤7(68520101)(2017·廣東廣州執(zhí)信中學(xué)期中)如圖所示，質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的A點(diǎn)和C點(diǎn)當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩a在豎直方向，繩b在水平方向，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，若繩a、b的長(zhǎng)分別為la、lb，且lal，則()A繩b燒斷前，繩a的拉力等于mg，繩b的拉力等于m2lbB繩b燒斷瞬間，繩a的拉力突然增大C繩b燒斷后，小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)D繩b燒斷后，小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：ABC繩b燒斷前，在豎直方向有Tamg，即繩a的拉力等于mg，水平方向有Tbm2lb，即繩b的拉力等于m2lb，選項(xiàng)A正確；繩b燒斷后，小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律可知Tamgm，可知繩a的拉力突然增大，由la可知，mglam(lb)2，即小球不能擺到與A等高位置，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤8(2017·廣東深圳月考)如圖甲所示，一長(zhǎng)為l的輕繩，一端穿在過(guò)O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一質(zhì)量未知的小球，整個(gè)裝置繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力F與其速度平方v2的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g，下列判斷正確的是()A圖象函數(shù)表達(dá)式為FmmgB重力加速度gC繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線斜率更大D繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，b值不變解析：BD由受力分析得Fmmg，故A錯(cuò)誤；由圖象可知，當(dāng)F0時(shí)，mgm，即v2gl，得g，B正確；結(jié)合圖象和上式可知，圖象的斜率k，所以m減小，斜率減小，C錯(cuò)誤bgl，當(dāng)m減小時(shí)，b值不變，D正確三、非選擇題(本題2小題，共44分寫出必要的文字說(shuō)明和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9(68520102)(22分)(2017·福建泉州一診)如圖所示，M是水平放置的半徑足夠大的圓盤，繞過(guò)其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，以經(jīng)過(guò)O水平向右的方向作為x軸的正方向在圓心O正上方距盤面高為h處有一個(gè)正在間斷滴水的容器，在t0時(shí)刻開始隨傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v.已知容器在t0時(shí)滴下第一滴水，以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面上時(shí)再滴一滴水(1)每一滴水經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間滴落到盤面上？(2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于一條直線上，求圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最小角速度.(3)求第二滴水與第三滴水在盤面上的落點(diǎn)間的最大距離s.解析：(1)水滴在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有hgt，得t1.(2)要使每一滴水在圓盤面上的落點(diǎn)都位于同一條直線上，在相鄰兩滴水的下落時(shí)間內(nèi)，圓盤轉(zhuǎn)過(guò)的最小角度為，所以最小角速度為.(3)第二滴水落在圓盤上距圓心的距離為x2v·2t12v.第三滴水在圓盤上距圓心的距離為x3v·3t13v.當(dāng)?shù)诙嗡c第三滴水在圓盤上的落點(diǎn)位于同一直徑上圓心的兩側(cè)時(shí)兩點(diǎn)間的距離最大，為sx2x35v.答案：(1)(2)(3)5v10(68520103)(22分)(2017·安徽月考)如圖所示，軌道ABCD的AB段為一半徑R0.2 m的光滑圓形軌道，BC段為高h(yuǎn)5 m的豎直軌道，CD段為水平軌道一質(zhì)量為0.1 kg的小球由A點(diǎn)從靜止開始下滑到B點(diǎn)時(shí)速度的大小為2 m/s，離開B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)求：(1)小球離開B點(diǎn)后，在CD軌道上的落地點(diǎn)到C的水平距離；(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大??；(3)如果在BCD軌道上放置一個(gè)傾角45°的斜面(如圖中虛線所示)，那么小球離開B點(diǎn)后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置解析：(1)設(shè)小球離開B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，落地點(diǎn)到C點(diǎn)距離為s.在豎直方向，由hgt得t1 s1 s.水平方向有svBt12×1 m2 m.(2)小球在B點(diǎn)受重力G和向上的彈力F作用，根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律得F向Fmgm，解得F3 N.由牛頓第三定律知小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小為3 N，方向豎直向下(3)如圖，斜面BEC的傾角45°，CE的長(zhǎng)度dh5 m，因?yàn)閐>s，所以小球離開B點(diǎn)后能落在斜面上假設(shè)小球第一次落在斜面上F點(diǎn)，BF長(zhǎng)為L(zhǎng)，小球從B點(diǎn)到F點(diǎn)的時(shí)間為t2，則有Lcos vBt2，Lsin gt，聯(lián)立解得t20.4 s，L m0.8 m1.13 m，即落點(diǎn)位于斜面上距B點(diǎn)1.13 m處答案：(1)2 m(2)3 N(3)見(jiàn)解析- 7 -