（新课标）高考物理一轮总复习 课时跟踪训练13 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲 圆周运动（必修2）.doc

第3讲 圆周运动一、选择题1(2016湖北省重点中学联考)如右图所示，由于地球的自转，地球表面上p、q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于p、q两物体的运动，下列说法正确的是( )ap、q两点的角速度大小相等bp、q两点的线速度大小相等cp点的线速度比q点的线速度大dp、q两物体均受重力和支持力两个力作用解析p、q两点都是绕地轴做匀速圆周运动，角速度相等，即pq，选项a对根据圆周运动线速度vr，p、q两点到地轴的距离不等，即p、q两点圆周运动线速度大小不等，选项b错q点到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项c错p、q两物体均受到万有引力和支持力作用，二者的合力是圆周运动的向心力，我们把与支持力等大反向的平衡力即万有引力的一个分力称为重力，选项d错答案a2(2015资阳诊断)如右图所示，水平放置的两个用相同材料制成的轮p和q靠摩擦传动，两轮的半径rr21.当主动轮q匀速转动时，在q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在q轮边缘上，此时q轮转动的角速度为1，木块的向心加速度为a1，若改变转速，把小木块放在p轮边缘也恰能静止，此时q轮转动的角速度为2，木块的向心加速度为a2，则()a. b.c. d.解析根据题述，a1r，ma1mg；联立解得gr.小木块放在p轮边缘与恰能静止，g2r22r.由r2r联立解得，选项a、b错误；mamg，所以，选项c正确，d错误答案c3(2016辽宁五校期中)如图所示，用圆锥摆粗略验证向心力的表达式，下列步骤或者说法错误的是()a通过测量圆锥摆的周期、半径与小球质量，由向心力公式求得小球运动所需要的向心力b通过测量小球到悬挂点的竖直高度、绳子长度与小球质量，利用平行四边形定则求得小球受到的指向圆心方向的合力c实验中在其他因素不变的情况下，绳子与竖直方向的夹角越大，小球转动得越慢d实验中在其他因素不变的情况下，绳子越长，小球转动得越慢解析用圆锥摆粗略验证向心力的表达式是分别从运动学和动力学的角度求出向心力，然后根据牛顿第二定律验证它们相等，选项ab正确小球由重力与绳子拉力的合力提供向心力，有mgtanm2lsin，得，所以在其他因素不变的情况下，绳子与竖直方向的夹角越大，小球转动得越快，选项c错误；同理可得选项d正确答案c4如右图所示，某电视台推出了一款娱乐闯关节目，选手最容易失败落水的地方是第四关“疯狂转盘”和第五关“高空滑索”根据所学物理知识，下列选项中表述正确的是()a选手进入转盘后，在转盘中间比较安全b选手进入转盘后，在转盘边缘比较安全c质量越大的选手，越不容易落水d选手从最后一个转盘的边缘起跳去抓滑索时，起跳方向应正对悬索答案a5长为l的轻杆a一端固定一个质量为m的小球b，另一端固定在水平转轴o上，杆随转轴o在竖直平面内匀速转动，角速度为.某时刻杆与水平方向成角，如右图所示，则此时刻杆对小球的作用力方向在哪个方向或哪个范围内()a竖直向上 b沿ob方向c图中区域 d图中区域答案c6如右图所示，两个半径均为r的甲、乙大环，都在竖直平面内，甲环是粗糙的，乙环是光滑的，两个大环上套有相同的小环，让甲环绕圆心o在竖直平面内做沿逆时针方向的匀速圆周运动，甲与小环的动摩擦因数为，小环相对大环静止的位置与大环圆心的连线与过圆心竖直线成一定角度；现让乙环绕过圆心的竖直轴做匀速圆周运动，结果小环相对大环静止的位置与圆心的连线与竖直轴所成角度与甲环中小环的情况相同，则乙环转动的角速度为()a. b.c. d.解析设小环相对大环静止的位置与大环圆心的连线与过圆心竖直线成一定角度；在甲环中的小环受力平衡，mgsinmgcos，tan；在乙环转动过程中，小环受到大环的弹力和重力的作用，f向mgtanmrsin2，b项正确答案b7(多选)(2015浙江卷)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()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3条路线的路程分别为s1(2)r、s22r2r、s32r，s1s3s2，a项正确；由fmax得v，即v1v2v3，b项错误；由t得t3t1t2，c项正确；由an得d项正确答案acd8如图所示，为了检测一玩具枪射出子弹的速度，用一个半径为r的圆盘做目标靶，枪口与圆盘的距离为l，圆盘绕垂直盘面且过盘心o点的水平轴匀速转动，转动的角速度大小为.子弹出枪口时圆盘边缘上的a点在最高点位置，若子弹恰好击中a点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g，则子弹出枪口的速度可能为()a. b.c. dl解析子弹射出后做平抛运动，有lv0t；子弹击中a点时，a恰好在最低点位置，则a点转过的角度为t2k(k0,1,2)，联立得v0(k0,1,2)，b正确答案b9(多选)(2016浙江杭州七校联考)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球p，细线的上端固定在金属块q上，q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中p位置)，两次金属块q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()aq受到桌面的支持力变大bq受到桌面的静摩擦力变大c小球p运动的角速度变大d小球p运动的周期变大 解析金属块q保持在桌面上静止，根据平衡条件知，q受到桌面的支持力等于其重力，保持不变，故a错误设细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力大小为ft，细线的长度为l，p球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有ft，fnmgtanm2lsin，得角速度，周期t2.使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时，增大，cos减小，则得到细线拉力ft增大，角速度增大，周期t减小，c正确，d错误对q，由平衡条件知，q受到桌面的静摩擦力变大，故b正确答案bc10(多选)(2015洛阳模拟)如图所示，竖直圆环a半径为r，固定在木板b上，木板b放在水平地面上，b的左右两侧各有一挡板固定在地面上，使b不能左右移动，在环的最低点静止放置一个小球c.a、b、c的质量均为m，给小球一水平向右的瞬时速度v，小球会在环内侧做圆周运动不计一切摩擦，重力加速度为g，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，瞬时速度v必须满足()a最小值为 b最小值为c最大值为 d最大值为解析要保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满足mgm，由最低点到最高点由机械能守恒得mvmg2rmv，可得小球在最低点瞬时速度的最小值为；为了不会使环在竖直方向上跳起，在最高点有最大速度时，球对环的压力为2mg，满足3mgm，从最低点到最高点由机械能守恒得：mvmg2rmv，可得小球在最低点瞬时速度的最大值为.答案bd二、非选择题11(2015临沂质检)游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学，如图所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在c处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点b处接到，已知“摩天轮”半径为r，重力加速度为g，(不计人和吊篮的大小及重物的质量)求：(1)接住前重物下落运动的时间t；(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小v；(3)乙同学在最低点处对地板的压力fn.解析(1)由2rgt2，解得t2.(2)v，s，联立解得：v.(3)由牛顿第二定律，fmgm，解得fmg.由牛顿第三定律可知，乙同学在最低点处对地板的压力大小为fmg，方向竖直向下答案(1)2(2)(3)mg，方向竖直向下12(2015日照调研)如图所示，m是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴oo匀速转动，规定经过圆心o点且水平向右为x轴正方向在o点正上方距盘面高为h5 m处有一个可间断滴水的容器，从t0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动已知t0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水(取g10 m/s2)(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上？(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度应为多大？(3)当圆盘的角速度为1.5 rad/s时，第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2 m，求容器的加速度a.解析(1)离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动则每一滴水滴落到盘面上所用时间t1 s(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线，则圆盘在1