高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力 课时作业12 圆周运动.doc

课时作业（十二）圆周运动基础小题练1如图所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴o匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，则偏心轮转动过程中a、b两质点() a角速度大小相同b线速度大小相同c向心加速度大小相同d向心力大小相同【解析】同轴转动角速度相等，a正确；由于两者半径不同，根据公式vr可得两点的线速度不同，b错误；根据公式a2r，角速度相同，半径不同，所以向心加速度不同，c错误；根据公式fma，质量相同，但是加速度不同，所以向心力大小不同，d错误【答案】a2(2018甘肃河西五市联考)利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如图所示，用两根长为l的细线系一质量为m的小球，两线上端系于水平横杆上，a，b两点相距也为l，若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球运动到最低点时，每根细线承受的张力为() a2mg b3mgc2.5mg dmg【解析】小球恰好过最高点时有mg，解得v1，根据动能定理得mglmvmv，由牛顿第二定律得tmgm，联立得t2mg，故a正确，b、c、d错误【答案】a3如图为某一皮带传动装置主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n1，转动过程中皮带不打滑下列说法正确的是()a从动轮做顺时针转动b从动轮做逆时针转动c从动轮边缘线速度大小为n1d从动轮的转速为n1【解析】主动轮沿顺时针方向转动时，传送带沿mn方向运动，故从动轮沿逆时针方向转动，故a错误，b正确；由2n、vr可知，2n1r12n2r2，解得n2n1，从动轮边缘线速度大小v2n2r22n1r1，故c、d错误【答案】b4.(2018山东青岛市即墨一中高三上学期期中)如图所示，甲、乙圆盘的半径之比为12，两水平圆盘紧靠在一起，乙靠摩擦随甲不打滑转动两圆盘上分别放置质量为m1和m2的小物体，m12m2，两小物体与圆盘间的动摩擦因数相同m1距甲盘圆心为r，m2距乙盘圆心为2r，此时它们正随圆盘做匀速圆周运动下列判断正确的是() am1和m2的线速度之比为14bm1和m2的向心加速度之比为21c随转速慢慢增加，m1先开始滑动d随转速慢慢增加，m2先开始滑动【解析】甲、乙两轮子边缘上的各点线速度大小相等，有：1r22r，则得1221，所以物块相对圆盘开始滑动前，m1与m2的角速度之比为21.根据公式：vr，所以：，故a错误根据a2r得：m1与m2的向心加速度之比为 a1a2(r)(2r)21，故b正确根据mgmr2ma知，m1先达到临界角速度，可知当转速增加时，m1先开始滑动，故c正确，d错误【答案】bc5.如图所示，水平放置的圆筒可以绕中心轴线匀速转动，在圆筒上的直径两端有两个孔a、b，当圆筒的a孔转到最低位置时，一个小球以速度v0射入圆筒，圆筒的半径为r，要使小球能够不碰到筒壁首次离开圆筒，则圆筒转动的角速度可能为(已知重力加速度大小为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圆筒直径，小球从a孔离开，则竖直上抛时间为t，n1,2,3，a正确；若小球上升最大高度小于圆筒直径，从b孔离开，则有t，n1,2,3，b正确；若小球上升最大高度大于直径，从b孔离开，小球经过圆筒时间为t，则有2rv0t，圆筒转动时间为t，n1,2,3，解得，c正确；若小球上升最大高度大于直径，从a孔离开，则圆筒转动时间为t，n1,2,3，解得，d错误【答案】abc6(2018开封高三模拟)在离心浇铸装置中，电动机带动两个支承轮同向转动，管状模型放在这两个轮上靠摩擦转动，如图所示，铁水注入之后，由于离心作用，铁水紧紧靠在模型的内壁上，从而可得到密实的铸件，浇铸时转速不能过低，否则，铁水会脱离模型内壁，产生次品已知管状模型内壁半径为r，则管状模型转动的最低角速度为() a. b c. d2【解析】最易脱离模型内壁的位置在最高点，转动的最低角速度对应铁水在最高点受内壁的作用力为零，即mgm2r，得：，a正确【答案】a创新导向练7生活实际圆周运动中的自行车问题雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”如果将自行车后轮撑起，并离开地面而悬空，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泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来【解析】当后轮匀速转动时，由ar2知a、b、c、d四个位置的向心加速度大小相等，a错误在角速度相同的情况下，泥巴在a点有famgm2r，在b、d两点有fbdm2r，在c点有fcmgm2r，所以泥巴与轮胎在c位置的相互作用力最大，容易被甩下，故b、d错误，c正确【答案】c8生活实际通过“过山车”考查圆周运动最高点的临界问题如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为r，下列说法正确的是()a甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力b乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力c丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力d丁图中，轨道车过最高点的最小速度为【解析】在甲图中，当速度比较小时，根据牛顿第二定律得，mgfnm，即座椅给人施加向上的力，当速度比较大时，根据牛顿第二定律得，mgfnm，即座椅给人施加向下的力，故a错误；在乙图中，因为合力指向圆心，重力竖直向下，所以安全带给人一定是向上的力，故b正确；在丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，合力方向向上，重力竖直向下，则座椅给人的作用力一定竖直向上，故c正确；在丁图中，由于轨道车有安全锁，可知轨道车在最高点的最小速度为零，故d错误【答案】bc9高新科技圆周运动中的运动学问题应用实例某计算机读卡系统内有两个围绕各自固定轴匀速转动的铝盘a、b，a盘固定一个信号发射装置p，能持续沿半径向外发射红外线，p到圆心的距离为28 cm.b盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置q，q到圆心的距离为16 cm.p、q转动的线速度均为4 m/s.当p、q正对时，p发出的红外线恰好进入q的接收窗口，如图所示，则q每隔一定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值为()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，而经过的时间应是它们周期的整数倍，因此b项正确【答案】b10科技生活汽车后备箱升降学问汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上a点，下端固定于箱内o点，b也为后盖上一点，后盖可绕过o点的固定铰链转动，在合上后备箱盖的过程中()aa点相对o点做圆周运动ba点与b点相对于o点转动的线速度大小相等ca点与b点相对于o点转动的角速度大小相等da点与b点相对于o点转动的向心加速度大小相等【解析】在合上后备箱盖的过程中，oa的长度是变化的，因此a点相对o点不是做圆周运动，a错误；在合上后备箱盖的过程中，a点与b点都是绕o点做圆周运动，相同的时间绕o点转过的角度相同，即a点与b点相对o点的角速度相等，但是ob大于oa，根据vr，所以b点相对于o点转动的线速度大，故b错误，c正确；根据向心加速度ar2可知，b点相对o点的向心加速度大于a点相对o点的向心加速度，故d错误【答案】c综合提升练11.物体做圆周运动时所需的向心力f需由物体运动情况决定，合力提供的向心力f供由物体受力情况决定，若某时刻f需f供，则物体能做圆周运动；若f需f供，物体将做离心运动；若f需f供，物体将做近心运动现有一根长l1 m的刚性轻绳，其一端固定于o点，另一端系着质量m0.5 kg的小球(可视为质点)，将小球提至o点正上方的a点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示不计空气阻力，g取10 m/s2，则：(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在a点至少应施加给小球多大的水平速度？(2)在小球以速度v14 m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？(3)在小球以速度v21 m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间【解析】(1)小球做圆周运动的临界条件为重力刚好提供最高点时小球做圆周运动的向心力，即mgm，解得v0 m/s.(2)因为v1v0，故绳中有张力根据牛顿第二定律有f1mgm，代入数据得绳中张力f13 n.(3)因为v2v0，故绳中无张力，小球将做平抛运动，其运动轨迹如图中实线所示，有l2(yl)2x2，xv2t，ygt2，代入数据联立解得t0.6 s.【答案】(1) m/s(2)3 n(3)无张力，0.6 s12(2018山东潍坊高三上学期期中)如图所示，圆形餐桌中心有一半径为r的圆盘，可绕穿过中心的竖直轴转动，圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计当圆盘的角速度为 时，放置在圆盘边缘的小物体恰好滑上餐桌已知小物体与餐桌间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速