2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力 課時(shí)作業(yè)12 圓周運(yùn)動(dòng).doc

課時(shí)作業(yè)（十二）圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)，a和b是輪上質(zhì)量相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中a、b兩質(zhì)點(diǎn)() A角速度大小相同B線(xiàn)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(dòng)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(diǎn)的線(xiàn)速度不同，B錯(cuò)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(cuò)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(cuò)誤【答案】A2(2018甘肅河西五市聯(lián)考)利用雙線(xiàn)可以穩(wěn)固小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)而不易偏離豎直面，如圖所示，用兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)系一質(zhì)量為m的小球，兩線(xiàn)上端系于水平橫桿上，A，B兩點(diǎn)相距也為L(zhǎng)，若小球恰能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，每根細(xì)線(xiàn)承受的張力為() A2mg B3mgC2.5mg Dmg【解析】小球恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí)有mg，解得v1，根據(jù)動(dòng)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(cuò)誤【答案】A3如圖為某一皮帶傳動(dòng)裝置主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2.已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑下列說(shuō)法正確的是()A從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C從動(dòng)輪邊緣線(xiàn)速度大小為n1D從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n1【解析】主動(dòng)輪沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳送帶沿MN方向運(yùn)動(dòng)，故從動(dòng)輪沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；由2n、vr可知，2n1r12n2r2，解得n2n1，從動(dòng)輪邊緣線(xiàn)速度大小v2n2r22n1r1，故C、D錯(cuò)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(pán)的半徑之比為12，兩水平圓盤(pán)緊靠在一起，乙靠摩擦隨甲不打滑轉(zhuǎn)動(dòng)兩圓盤(pán)上分別放置質(zhì)量為m1和m2的小物體，m12m2，兩小物體與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同m1距甲盤(pán)圓心為r，m2距乙盤(pán)圓心為2r，此時(shí)它們正隨圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列判斷正確的是() Am1和m2的線(xiàn)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(kāi)始滑動(dòng)D隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開(kāi)始滑動(dòng)【解析】甲、乙兩輪子邊緣上的各點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等，有：1R22R，則得1221，所以物塊相對(duì)圓盤(pán)開(kāi)始滑動(dòng)前，m1與m2的角速度之比為21.根據(jù)公式：vr，所以：，故A錯(cuò)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(shí)，m1先開(kāi)始滑動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤【答案】BC5.如圖所示，水平放置的圓筒可以繞中心軸線(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓筒上的直徑兩端有兩個(gè)孔A、B，當(dāng)圓筒的A孔轉(zhuǎn)到最低位置時(shí)，一個(gè)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(kāi)圓筒，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)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(kāi)，則豎直上拋時(shí)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(kāi)，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(kāi)，小球經(jīng)過(guò)圓筒時(shí)間為t，則有2Rv0t，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(kāi)，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為t，n1,2,3，解得，D錯(cuò)誤【答案】ABC6(2018開(kāi)封高三模擬)在離心澆鑄裝置中，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)支承輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)，管狀模型放在這兩個(gè)輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)的鑄件，澆鑄時(shí)轉(zhuǎn)速不能過(guò)低，否則，鐵水會(huì)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(dòng)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(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的最低角速度對(duì)應(yīng)鐵水在最高點(diǎn)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(shí)際圓周運(yùn)動(dòng)中的自行車(chē)問(wèn)題雨天在野外騎車(chē)時(shí)，在自行車(chē)的后輪輪胎上常會(huì)粘附一些泥巴，行駛時(shí)感覺(jué)很“沉重”如果將自行車(chē)后輪撐起，并離開(kāi)地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，泥巴就被甩下來(lái)如圖所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)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(shí)最容易被甩下來(lái)C泥巴在圖中的c位置時(shí)最容易被甩下來(lái)D泥巴在圖中的a位置時(shí)最容易被甩下來(lái)【解析】當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由aR2知a、b、c、d四個(gè)位置的向心加速度大小相等，A錯(cuò)誤在角速度相同的情況下，泥巴在a點(diǎn)有Famgm2R，在b、d兩點(diǎn)有Fbdm2R，在c點(diǎn)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(cuò)誤，C正確【答案】C8生活實(shí)際通過(guò)“過(guò)山車(chē)”考查圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的臨界問(wèn)題如圖所示甲、乙、丙、丁是游樂(lè)場(chǎng)中比較常見(jiàn)的過(guò)山車(chē)，甲、乙兩圖的軌道車(chē)在軌道的外側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，丙、丁兩圖的軌道車(chē)在軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，兩種過(guò)山車(chē)都有安全鎖(由上、下、側(cè)三個(gè)輪子組成)把軌道車(chē)套在了軌道上，四個(gè)圖中軌道的半徑都為R，下列說(shuō)法正確的是()A甲圖中，當(dāng)軌道車(chē)以一定的速度通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力B乙圖中，當(dāng)軌道車(chē)以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，安全帶一定給人向上的力C丙圖中，當(dāng)軌道車(chē)以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力D丁圖中，軌道車(chē)過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為【解析】在甲圖中，當(dāng)速度比較小時(shí)，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(shí)，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(cuò)誤；在乙圖中，因?yàn)楹狭χ赶驁A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(chē)以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，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(chē)有安全鎖，可知軌道車(chē)在最高點(diǎn)的最小速度為零，故D錯(cuò)誤【答案】BC9高新科技圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題應(yīng)用實(shí)例某計(jì)算機(jī)讀卡系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤(pán)A、B，A盤(pán)固定一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置P，能持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線(xiàn)，P到圓心的距離為28 cm.B盤(pán)上固定一個(gè)帶窗口的紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置Q，Q到圓心的距離為16 cm.P、Q轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度均為4 m/s.當(dāng)P、Q正對(duì)時(shí)，P發(fā)出的紅外線(xiàn)恰好進(jìn)入Q的接收窗口，如圖所示，則Q每隔一定時(shí)間就能接收到紅外線(xiàn)信號(hào)，這個(gè)時(shí)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(guò)的時(shí)間應(yīng)是它們周期的整數(shù)倍，因此B項(xiàng)正確【答案】B10科技生活汽車(chē)后備箱升降學(xué)問(wèn)汽車(chē)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(diǎn)，下端固定于箱內(nèi)O點(diǎn)，B也為后蓋上一點(diǎn)，后蓋可繞過(guò)O點(diǎn)的固定鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，在合上后備箱蓋的過(guò)程中()AA點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)BA點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小相等CA點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等DA點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度大小相等【解析】在合上后備箱蓋的過(guò)程中，OA的長(zhǎng)度是變化的，因此A點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)不是做圓周運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；在合上后備箱蓋的過(guò)程中，A點(diǎn)與B點(diǎn)都是繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，相同的時(shí)間繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同，即A點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)的角速度相等，但是OB大于OA，根據(jù)vr，所以B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度大，故B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)向心加速度ar2可知，B點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)的向心加速度大于A點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)的向心加速度，故D錯(cuò)誤【答案】C綜合提升練11.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力F需由物體運(yùn)動(dòng)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(shí)刻F需F供，則物體能做圓周運(yùn)動(dòng)；若F需F供，物體將做離心運(yùn)動(dòng)；若F需<F供，物體將做近心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)有一根長(zhǎng)L1 m的剛性輕繩，其一端固定于O點(diǎn)，另一端系著質(zhì)量m0.5 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，將小球提至O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)處，此時(shí)繩剛好伸直且無(wú)張力，如圖所示不計(jì)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(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)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??；若無(wú)張力，試求繩子再次伸直時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間【解析】(1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件為重力剛好提供最高點(diǎn)時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即mgm，解得v0 m/s.(2)因?yàn)関1v0，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?yàn)関2<v0，故繩中無(wú)張力，小球?qū)⒆銎綊佭\(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)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(wú)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(pán)，可繞穿過(guò)中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)與餐桌在同一水平面內(nèi)且兩者之間的間隙可忽略不計(jì)當(dāng)圓盤(pán)的角速度為 時(shí)，放置在圓盤(pán)邊緣的小物體恰好滑上餐桌已知小物體與餐桌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.求：(1)小物體與圓盤(pán)的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)小物體恰好不從餐桌滑落時(shí)餐桌的最小半徑【解析】(1)設(shè)小物體與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，小物體恰好滑到餐桌上時(shí)圓盤(pán)的角速度為01mgmR代入數(shù)據(jù)解得：10.5.(2)小物體從圓盤(pán)甩出時(shí)的速度v10R設(shè)小物體與餐桌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，小物體在餐桌上滑動(dòng)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