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2.doc

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：