高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力 第3讲 圆周运动模拟 新人教版必修

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺圆周运动1(2016全国卷)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点(C)AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度解析小球从释放到最低点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律可得，mgLmv2，v，绳长L越长，小球到最低点时的速度越大，A项错误；由于P球的质量大于Q球的质量，由Ekmv2可知，不能确定两球动能的大小关系，B项错误；在最低点，根据牛顿第二定律可知，Fmgm，求得F3mg，由于P球的质量大于Q球的质量，因此C项正确；由a2g可知，两球在最低点的向心加速度相等，D项错误。2(多选)(2016浙江理综)如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R90m的大圆弧和r40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O距离L100m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动。要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g10m/s2，3.14)，则赛车(AB)A在绕过小圆弧弯道后加速B在大圆弧弯道上的速率为45 m/sC在直道上的加速度大小为5.63 m/s2D通过小圆弧弯道的时间为5.85 s解析因赛车在圆弧弯道上做匀速圆周运动，由向心力公式得Fm，则在大小圆弧弯道上的运动速率分别为v大45m/s，v小30m/s，可知赛车在绕过小圆弧弯道后做加速运动，则A、B项正确；由几何关系得直道长度为d50m，由运动学公式vv2ad，得赛车在直道上的加速度大小为a6.50m/s2，则C项错误；赛车在小圆弧弯道上运动时间t2.79s，则D项错误。3(多选)(2015浙江理综)如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达AB线，有如图所示的、三条路线，其中路线是以O为圆心的半圆，OOr。赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax。选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则(ACD)A选择路线，赛车经过的路程最短B选择路线，赛车的速率最小C选择路线，赛车所用时间最短D、三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等解析路线的路程为s12r2r2rr，路线的路程为s22r22r2r2r，路线的路程为s32r，故选择路线，赛车经过的路程最短，A正确；因为运动过程中赛车以不打滑的最大速率通过弯道，即最大径向静摩擦力充当向心力，所以有Fmaxma，所以运动的相对加速度相同，根据公式Fmaxm可得v，即半径越大，速度越大，路线的速率最小，B错误，D正确；因为s1s3s2，v1v3v2，结合v，根据公式t可得选择路线，赛车所用时间最短，C正确。4(2015天津理综)未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是(B)A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小解析旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，受到的旋转舱的支持力提供其圆周运动所需的向心力，且等于重力，所以FNm2rmg，所以有g2r，与宇航员的质量无关；旋转舱的半径r越大，转动的角速度就应越小，故B项正确。5(多选)(2017江西省丰城中学月考)如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，此时绳绷直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，角速度为，加速度为g，则(BD)A当时，物块与转台间的摩擦力为零 B当时，细线中张力为零C当时，细线的张力为D当时，细绳的拉力大小为解析当转台的角速度比较小时，物块只受重力、支持力和摩擦力，当细绳恰好要产生拉力时：mgm(lsin)，解得1，由于，所以当时，细线中张力为零，故B正确；随速度的增大，细绳上的拉力增大，当物块恰好要离开转台时，物块受到重力和细绳的拉力的作用，则：mgtanm(lsin)解得：1，由于12，所以当时，物块与转台间的摩擦力不为零，故A错误；由于12，由牛顿第二定律：fFsinm()2lsin，因为压力小于mg，所以fmg，故C错误；当2时，小球已经离开转台，细绳