高考物理一轮总复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲 圆周运动及其应用.doc

4-3圆周运动及其应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中16为单选，710为多选)1明代出版的天工开物一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图)，记录了我们祖先的劳动智慧。若a、b、c三齿轮半径的大小关系如图，则()a齿轮a的角速度比c的大b齿轮a与b角速度大小相等c齿轮b与c边缘的线速度大小相等d齿轮a边缘的线速度比c边缘的大2.某同学骑自行车经过一段泥泞路后，发现自行车的后轮轮胎侧面上粘附上了一块泥巴，为了把泥巴甩掉，他将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来。如图所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则()a泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来b泥巴在图中的b、d位置时最容易被甩下来c泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来d泥巴在a、b、c、d四个位置被甩下来的难易程度是一样的3如图，长均为l的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的a、b两点，a、b两点间的距离也为l。重力加速度大小为g。今使小球在竖直平面内以a、b连线为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为()a.mg b.mgc3mg d2mg4如图，mn为转轴oo上固定的光滑硬杆，且mn垂直于oo。用两个完全相同的小圆环套在mn上。分别用两条不可伸长的轻质细线一端与圆环连接，另一端系于oo上，长度分别为l1、l2。已知l1、l2与mn的夹角分别为1、2，oo匀速转动时，线上弹力分别为t1、t2。下列说法正确的是()a若l1sin1l2sin2，则t1t2b若l1cos1l2cos2，则t1t2c若l1tan1l2tan2，则t1t2d若l1l2，则t1t25如图所示，一内壁光滑、质量为m、半径为r的环形细圆管，用硬杆竖直固定在天花板上。有一质量为m的小球(可看做质点)在圆管中运动。小球以速率v0经过圆管最低点时，杆对圆管的作用力大小为()am bmgmc2mgm d2mgm6用一根细线一端系一可视为质点的小球，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为。线的张力为ft，则ft随2变化的图象是下图中的()7摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中o、o分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径之比r甲r乙31，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块a、b，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心o、o的间距ra2rb。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是()a滑块a和b在与轮盘相对静止时，角速度之比为甲乙13b滑块a和b在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为aaab29c转速增加后滑块b先发生滑动d转速增加后两滑块一起发生滑动8 “太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶“太极球”，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上。现将“太极球”简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的a、b、c、d位置时球与板间无相对运动趋势。a为圆周的最高点，c为最低点，b、d与圆心o等高且在b、d处板与水平面夹角为。设球的质量为m，圆周的半径为r，重力加速度为g，不计拍的重力，若运动到最高点时拍与小球之间作用力恰为mg，则()a圆周运动的周期为t b圆周运动的周期为t2c在b、d处球拍对球的作用力为d在b、d处球拍对球的作用力为9如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，则()a子弹在圆筒中的水平速度为v0db子弹在圆筒中的水平速度为v02dc圆筒转动的角速度可能为d圆筒转动的角速度可能为310如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为t，小球在最高点的速度大小为v，其tv2图象如图乙所示，则()a轻质绳长为b当地的重力加速度为c当v2c时，轻质绳的拉力大小为ad只要v2b，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6a二、非选择题(本题共2小题，共30分)11 (14分)某游乐场的一项游乐设施如图甲所示，可以简化为如图乙所示的模型，已知圆盘的半径为r2.5 m，悬绳长lr，圆盘启动后始终以恒定的角速度转动，圆盘先沿着杆匀加速上升，再匀减速上升直到到达最高点(整个上升过程比较缓慢)，当圆盘上升到最高点转动时，悬绳与竖直方向的夹角为45，重力加速度取g10 m/s2。求：(1)圆盘转动的角速度；(2)若圆盘到达最高点时离地面的高度为h22.5 m，为了防止乘客携带的物品意外掉落砸伤地面上的行人，地面上至少要设置多大面积的区域不能通行。12 (16分)如图所示，在竖直平面内有xoy坐标系，长为l的不可伸长的细绳，一端固定在a点，a点的坐标为，另一端系一质量为m的小球。现在x坐标轴上(坐标x0)固定一个钉子，拉小球使细绳绷直并呈水平位置，再将小球由静止释放，当细绳碰到钉子以后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动。(1)当钉子在xl的p点时，小球经过最低点时细绳恰好不被拉断，求细绳能承受的最大拉力。(2)为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，而细绳又不被拉断，求钉子所在位置的范围。答案1d2a3a4d5c6c7abc8ac9acd10bd11(1)设乘客和座椅的总质量是m，悬绳拉力为ft，竖直方向上：ftcosmg，水平方向上：ftsinm2(rlsin)，以上两式联立解得 rad/s。(2)物品掉落时的速度v(rlsin)5 m/s，物品掉落后做平抛运动。竖直方向有hlcos，解得t2 s，平抛运动的水平位移为xvt10 m，设置禁止通行区域半径为r15 m，得sr2225 m2。12(1)当钉子在xl的p点时，小球绕钉子做匀速圆周运动的半径为r1l。小