2017版高考物理二轮复习高分突破专题二曲线运动万有引力与航天第8课时圆周运动.docx

第8课时圆周运动一、选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1(20169月台州质量评估)如图1所示的陀螺，是汉族民间最早的娱乐工具，也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视)，若陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能如下图的()图1解析做曲线运动的物体，所受陀螺的束缚的力消失后，水平面内(俯视)应沿轨迹的切线飞出，A、B错误，又因陀螺顺时针匀速转动，故C错误，D正确。答案D2如图2所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法正确的是()图2A若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动答案A3如图3所示，汽车以定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法错误的是()图3A在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力C在竖直方向汽车可能只受重力D汽车对桥面的压力小于汽车的重力解析一般情况下汽车受重力和支持力作用，且mgFNm，故支持力FNmgm，即支持力小于重力，A错，B、D对；当汽车的速度v时，汽车所受支持力为零，C正确。答案A4如图4所示，圆盘绕过圆心且垂直于盘面的轴匀速转动，其上有a、b、c三点，已知OcOa，则下列说法中错误的是()图4Aa、b两点线速度相同Ba、b、c三点的角速度相同Cc点的线速度大小是a点线速度大小的一半Da、b、c三点的运动周期相同解析同轴转动的不同点角速度相同，B正确；根据T知，a、b、c三点的运动周期相同，D正确；根据vr可知c点的线速度大小是a点线速度大小的一半，C正确；a、b两点线速度的大小相等，方向不同，A错误。答案A5(2015浙江湖州中学模拟)如图5所示为市场出售的苍蝇拍，拍柄长约30 cm。这种苍蝇拍实际使用效果并不理想，有人尝试将拍柄增长到60 cm。若挥拍时手的动作完全相同，则改装后拍头()图5A线速度变大B角速度变大C向心加速度变小D向心力变小解析因挥拍时手的动作完全相同，故角速度不变，B选项错误；由vr、a2r、Fnm2r知，线速度v、向心加速度a、向心力Fn均变大，故A选项正确，C、D选项错误。答案A6如图6所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点相对圆盘静止。关于小强的受力，下列说法正确的是()图6A小强在P点不动，因此不受摩擦力作用B若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力为零C小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心解析由于小强随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心力，A、B错误，C正确；当小强随圆盘一起做变速圆周运动时，合力不再指向圆心，则其所受的摩擦力不再指向圆心，D错误。答案C7洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，如图7所示，下列说法中不正确的是()图7A脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的B水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故C加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好D靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好解析脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，A正确；水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，B错；Fmam2R，增大会使向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴会被甩出，增大向心力，会使更多水滴被甩出去，C正确；靠近中心的衣服，R比较小，角速度一样，所以向心力小，脱水效果差，D正确。答案B8如图8所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30，g取10 m/s2。则的最大值是()图8A. rad/s B. rad/s C1.0 rad/s D0.5 rad/s解析经分析可知，小物体最先相对滑动的位置为最低点，对小物体受力分析得：mgcos mgsin m2r，代入数据得：1.0 rad/s，选项C正确。答案C二、选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的)9如图9所示，一小物块以大小为a4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径R1 m，则下列说法正确的是()图9A小物块运动的角速度为2 rad/sB小物块做圆周运动的周期为 sC小物块在t s内通过的位移大小为 mD小物块在 s内通过的路程为零解析因为a2R，所以小物块运动的角速度2 rad/s，周期T s，选项A、B正确；小物块在 s内转过，通过的位移为 m，在 s内转过一周，通过的路程为2 m，选项C、D错误。答案AB10.质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点，绳长分别为la、lb，如图10所示。当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，则()图10A小球仍在水平面内做匀速圆周运动B在绳b被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C若角速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D绳b未被烧断时，绳a的拉力大于mg，绳b的拉力为m2lb解析 绳子断开前，小球做匀速圆周运动，合力指向C点，对小球受力分析，受重力mg、a绳子的拉力F1、b绳子的拉力F2，根据牛顿第二定律有：F1mg，F2m2lb。小球的线速度为：vlb。绳子断开后，杆停止转动，由于惯性，小球将绕A点转动，若速度较小，小球将在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动；若速度较大，也有可能在垂直于平面ABC的竖直平面内绕A点做完整的圆周运动，在最低点时：Famgm，解得FamgmF1。答案BC三、非选择题11.如图11为某高速公路一出口路段。轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B(通过B点前后速率不变)，后匀速率通过水平圆弧路段至C，已知轿车在A点的速度v060 km/h，AB长l125 m，BC圆弧段限速(允许通过的最大速度)v30 km/h，轮胎与BC段路面间的动摩擦因数0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。图11(1)求轿车在AB下坡段加速度大小a的最小值；(2)为保证行车安全，车轮不打滑，BC段半径R的最小值多大？解析(1)轿车在下坡时，由运动学公式得v2v2al由式并代入数据得a m/s20.83 m/s2(2)在水平弯道上，由牛顿第二定律得Ffm又Ffmg由式并代入数据得R m13.89 m。答案(1)0.83 m/s2(2)13.89 m12如图12所示，细绳一端系着质量M8 kg的物体，静止在水平桌面上，另一端通过光滑小孔吊着质量m2 kg的物体，M与圆孔的距离r0.5 m，已知M与桌面间的动摩擦因数为0.2(设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，现使物体M随转台绕中心轴转动，问转台角速度在什么范围内m会处于静止状态。(g10 m/s2)图12解析设角速度的最小值为1，此时M有向着圆心运动的趋势，其受到的最大静摩擦力沿半径向外，由牛顿第二定律得：FTMgMr，设角速度的最大值为2，此时M有背离圆心运动的趋势，其受到的最大静摩擦力沿半径指向圆心，由牛顿第二定律得：FTMgMr，要使m静止，应有FTmg，联立得11 rad/s，23 rad/s，则1 rad/s3 rad/s答案1 rad/s3 rad/s13某电视台“快乐向前冲”节目中的场地设施如图13所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R、角速度为，铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H。选手抓住悬挂器，可以在电动机带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动。选手必须做好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上。设人的质量为m(不计身高大小)，人与转盘间的最大静摩擦力为mg，重力加速度为g。图13(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围？(2)若已知H5 m，L8 m，a2 m/s2，g取10 m/s2，且选手从某处C点释放能恰好落