六、匀速圆周运动的实例分析 中等.doc

难度： 使用次数：29 入库时间：2012-03-06六、匀速圆周运动的实例分析 中等来源： 广东省深圳市六校联合体2012届高三联考理科综合物理试题 如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球.给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为.下列说法中正确的是（ ）A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B.小球只受重力和绳的拉力作用C. 越大，小球运动的速度越大 D. 越大，小球运动的周期越大BC 难度： 使用次数：40 入库时间：2012-01-07来源： 2012届吉林省长春市高中毕业班第一次调研测试高三物理试题卷 “飞车走壁” 杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度不变，则下列说法中正确的是 A.摩托车做圆周运动的H越高，向心力越大B.摩托车做圆周运动的H越高，线速度越大C.摩托车做圆周运动的H越高，向心力做功越多.D.摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小【试题答案】B【命题立意】考查圆周运动向心力相关知识，学生的分析能力、建模能力。【解 析】经分析可知向心力由重力及侧壁对摩托车弹力的合力提供，因摩托车和演员整体做匀速圆周运动，所受合外力等于向心力，因而B正确。 难度： 使用次数：32 入库时间：2012-01-06来源： 2012届安徽省望江县高三上学期第三次月考物理试题 在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长H50 m的悬索（重力可忽略不计）系住一质量m50 kg的被困人员B，直升机A和被困人员B以v010 m/s的速度一起沿水平方向匀速运动，如图7甲所示某时刻开始收悬索将人吊起，在5 s时间内，A、B之间的竖直距离以l50t2（单位：m）的规律变化，取g10 m/s2（1）求在5 s末被困人员B的速度大小及位移大小（2）直升机在t5 s时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B在空中做圆周运动，如图乙所示此时悬索与竖直方向成37角，不计空气阻力，求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力 （sin 370.6，cos 370.8）解析：（1）被困人员在水平方向上做匀速直线运动，v010 m/s在竖直方向上被困人员的位移 yHl50（50t2）t2，所以竖直方向上做初速度为零匀加速直线运动，加速度a2 m/s2的，被困人员5 s末在竖直方向上的速度为vyat10 m/s，合速度v10 m/s，竖直方向上的位移yat225 m，水平方向的位移xv0t50 m，合位移s25 m（3）t5 s时悬索的长度l50y25 m，旋转半径rlsin 37，由mmgtan 37，解得v m/s此时被困人员B的受力情况如右图所示，由图可知Tcos 37mg，解得T625 N难度： 使用次数：55 入库时间：2011-12-29来源： 2012届陕西省宝鸡中学高三第四次月考物理试题 如图7所示，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为，A和B、C离转台中心的距离分别为r、15r 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） AB对A的摩擦力一定为3mg BB对A的摩擦力一定为3m2r C转台的角速度一定满足： D转台的角速度一定满足：BD 难度： 使用次数：44 入库时间：2011-12-12来源： 2012届浙江省衢州高级中学高三期中考试物理试卷 如图所示，用一根长为l1m的细线，一端系一质量为m1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角370，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细线的张力为T求(取g10m/s2，结果可用根式表示)：若要小球离开锥面，则小球的角速度0至少为多大？若细线与竖直方向的夹角为600，则小球的角速度为多大？细线的张力T与小球匀速转动的加速度有关，请在坐标纸上画出的取值范围在0到之间时的T2的图象(要求标明关键点的坐标值) 难度： 使用次数：28 入库时间：2011-12-04来源： 2012届河北冀州中学上学期期中考试高三年级物理试题 如右图所示，某游乐场有一水上转台，可在水平面内匀速转动，沿半径方向面对面手拉手坐着甲、乙两个小孩，假设两小孩的质量相等，他们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时，某一时刻两小孩突然松手，则两小孩的运动情况是()A两小孩均沿切线方向滑出后落入水中B两小孩均沿半径方向滑出后落入水中C两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动而落入水中D甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动，乙发生滑动最终落入水中D 难度： 使用次数：52 入库时间：2011-11-20来源： 2012届浙江省东阳中学上学期期中考试高三物理卷 如图所示，已知mA=2mB=3mc，它们距轴的关系是，三物体与转盘表面的动摩擦因数相同，当转盘的速度逐渐增大时A物体A先滑动 B物体B先滑动C物体C先滑动 DB、C同时开始滑动B 难度： 使用次数：13 入库时间：2011-11-15来源： 2012届福建省惠安高级中学高三第三次月考物理试题 如图所示，用同样材料做成的A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动已知三物体质量间的关系MA2MB3MC，转动半径之间的关系是RA2RB2RC，那么以下说法中错误的是：( )A物体A受到的摩擦力最大 B物体B受到的摩擦力最小C物体C的向心加速度最大 D转台转速加快时，物体B最先开始滑动D 难度： 使用次数：44 入库时间：2011-09-30来源： 2011-2012学年度河北衡水中学上学期一调考试高三物理试题 如图所示，V形细杆AOB能绕其对称轴OO转动，OO沿竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为=45两质量均为m=0.1kg的小环，分别套在V形杆的两臂上，并用长为=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍当杆以角速度转动时，细线始终处于水平状态，取g=10m/s2（1）求杆转动角速度的最小值；（2）将杆的角速度缓慢增大，从细线中拉力不为零开始，直到细线断裂，求此过程中角速度取值范围；析解：（1）角速度最小时，fmax沿杆向上，则，且，1=10/33.33rad/s（2）当fmax沿杆向下时，有， 2=5rad/s当细线拉力刚达到最大时，有，3=10rad/s取值范围 5rad/s10rad/s 难度： 使用次数：17 入库时间：2011-09-30来源： 2011-2012学年度河北衡水中学上学期一调考试高三物理试题 如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是 AA受到的静摩擦力一直增大BB受到的静摩擦力先增大，后保持不变CA受到的静摩擦力是先增大后减小DA受到的合外力一直在增大BD 难度： 使用次数：8 入库时间：2011-08-27来源： 2010-2011学年下学期北京市西城区（北区）高一年级学业测试物理试卷 质量为2.0103kg的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4104N。汽车经过半径为50m的弯路时，车速达到72kmh。（1）请你通过计算说明这辆车会不会发生侧滑；（2）为保证汽车能安全通过弯路，请你对公路及相应设施的设计提出一项合理化建议。解：（1）根据向心力公式汽车转弯时需要的向心力 （3分）代入数据得 （1分）因为，最大静摩擦力不足以提供向心力 （1分）所以汽车会发生侧滑 （1分）（2）建议一：将转弯处的路面设计为外高内低（4分）建立二：在转弯处设置限速标志（其它建议只要合理均可给分） 难度： 使用次数：54 入库时间：2011-08-08来源： 2012应考专题复习：曲线运动（一） 如图所示，一个质量为m的小球由两根细绳拴在竖直转轴上的A、B两处，AB间距为L，A处绳长为L，B处绳长为L，两根绳能承受的最大拉力均为2mg，转轴带动小球转动。则：（1）当B处绳子刚好被拉直时，小球的线速度v多大？（2）为不拉断细绳，转轴转动的最大角速度多大？（3）若先剪断B处绳子，让转轴带动小球转动，使绳子与转轴的夹角从45开始，直至小球能在最高位置作匀速圆周运动，则在这一过程中，小球机械能的变化为多大？解析：（1）B处绳被拉直时，绳与杆夹角45， 解得 （2）此时，B绳拉力为TB2mg，A绳拉力不变， 解得 （3）小球在最高位置运动时，60，得： 则 难度： 使用次数：39 入库时间：2011-07-21来源： 20102011学年度广东省汕头市普通高中教学质量监测高一物理试卷 如图，横截面半径为R的转筒，转筒顶端有一A点，其正下方有一小孔B， 距顶端h=0.8m，开始时，转筒的轴线与A点、小孔B三者在同一竖直面内.现使一小球自A点以速度v=4m/s朝转筒轴线水平抛出，同时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来，且小球最终正好穿出小孔. 不计空气阻力，g取l0m/s2，求：(1)转筒半径R.(2)转筒转动的角速度 .参考解答：（1）小球从A点开始做平抛运动，设小球从A点到进入小孔的时间为t竖直方向做自由落体运动，则 （2分）水平方向做匀速直线运动，则2R=vt （2分）由、联立解得R = 0.8 m （2分） （2）在小球到达小孔的时间t内，圆桶必须恰好转过半周的奇数倍，小球才能钻出小孔则 （3分，只答得1分）由可得小球到达小孔的时间t=0.4s（1分）则转筒转动的角速度rad/s（2分） 难度： 使用次数：56 入库时间：2011-06-29来源： 2010-2011学年四川省剑阁中学高一第二学期期中物理试卷 如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量均为m的小物体A、B，AB间用细线沿半径方向相连.它们到转轴的距离分别为RA=0.2 m、RB=0.3m.A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍.g取10m/s2，试求：（1）当细线上开始出现张力时圆盘的角速度0（2）当A开始滑动时圆盘的角速度(3)在A即将滑动时，烧断细线，A、B将分别做什么运动？ 解：（1）当细线上开始出现张力时，表明B与盘间的静摩擦力已达最大，则： （2分）解得： （1分） （2）当A开始滑动时，表明A与盘间的静摩擦力也已达最大，则： 对A： （2分） 对B： （2分） 由两式联解得： （1分） （3）烧断细线，A与盘间静摩擦力减小，继续随盘做半径为RA=20cm的圆周运动。而B由于最大静摩擦力不足以提供向心力而做离心运动。（2分） 难度： 使用次数：68 入库时间：2011-03-14来源： 2011届高三最新模拟理综考试物理试题 （14分）“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。设球的重力为1N，不计平板的重力，忽略平板与球间的摩擦力。求：小球在C处平板对小球的弹力比在A处的弹力大多少？设在A处时平板对小球的弹力大小为，当小球运动到B、D位置时，为维持小球的匀速圆周运动，板与水平方向需有一定的夹角，试求出的关系，并作出的关系图象。纠错永久链接 题设球运动的线速度为，半径为R则在A处时 （2分）在C处时 （2分）由 式得（4分）在B处不受摩擦力作用，受力分析如图 则（4分） 如图（2分）难度： 使用次数：20 入库时间：2010-11-15来源： 沐川中学2011届高三物理月考（二） 如图（a）所示,一根细线上端固定在S点,下端连一小铁球A,让小铁球在水平面内做匀速圆带运动,此装置构成一圆锥摆（不计空气阻力）下列说法中正确的是（ ） A小球做匀速圆周运动时，受到重力，绳子拉力和向心力作用 B小球做匀速圆周运动时的角速度一定大于 （l为摆长） C另有一个圆锥摆，摆长更大一点，两者悬点相同如图（b）所示，如果改变两小球的角速度，使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，则B球的角速度大于A球的角速度 D如果两个小球的质量相等,则在图（b）中两条细线受到的拉力相等B 难度： 使用次数：75 入库时间：2010-11-13来源： 桂平三中2011届高三9月考物理测试题 (12分)如图12所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半内壁上有一质量为m的小物块求：(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度解析：(1)物块静止时，对物块进行受力分析如图所示，设筒壁与水平面的夹角为.由平衡条件有FfmgsinFNmgcos由图中几何关系有 cos ， sin故有Ff， FN(2)分析此时物块受力如图所示，由牛顿第二定律有mgtanmr2. 其中tan，r， 可得 .难度： 使用次数：68 入库时间：2010-11-11来源： 祁东三中（补习部）2011届第二次月考物理试题 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M与m（Mm），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用一根长为L（LR）的轻绳连在一起，如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向拉直，要使两物体与转盘之间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大值不得超过（ ）：A、 B、 C、 D、纠错永久链接 题型：选择题知识点：六、匀速圆周运动的实例分析D 难度： 使用次数：15 入库时间：2010-11-06来源： 浏阳一中2011届高三第二次月考物理试卷 （10分）如图17所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块。求当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；当物块在A点随筒做匀