【优化指导】高考物理总复习 课时作业10 圆周运动及其应用 新人教版.doc

【优化指导】2013高考物理总复习 课时作业10 圆周运动及其应用 新人教版2.如图所示，质量为m的物块，沿着半径为r的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物块与球壳之间的动摩擦因数为，则物块在最低点时，下列说法正确的是()a受到的向心力为mgb受到的摩擦力为c受到的摩擦力为(mg)d受到的合力方向斜向左上方解析：在最低点时设物块受到的支持力为fn，由牛顿第二定律可得fnmg，则fnmg，物块受到的摩擦力为fn，即(mg)，c正确，a、b错误；在最低点时物块受到三个力的作用，重力、支持力和摩擦力，重力与支持力的合力方向竖直向上，摩擦力水平向左，所以合力方向斜向左上方，d正确答案：cd3自行车是简单、方便、常用的交通工具，某同学对骑自行车总结了下列经验，你认为与向心力有关的是()a初学自行车时，摔倒的原因之一是本来在向左倾斜，骑车人却因怕摔倒而向右打方向使车向右转弯，结果摔倒更快b初学自行车时，摔倒的原因之一是本来在向左倾斜，骑车人却因怕摔倒而向左倾斜身体，结果摔倒更快c水泥路面的弯道上有细沙，转弯时车轮容易向外滑动，因此要减速慢行d转弯时人体和车身一起向弯道内侧倾斜，且速度越大倾斜越多解析：若自行车向左倾斜，向左转弯可以使合外力成为转弯时的向心力，从而避免摔倒，向右转弯则适得其反，a正确；当车身左倾时身体向右，是破坏了竖直方向的平衡，与向心力无关，b错误；转弯时人体和车身一起自然向弯道内侧倾斜，车轮有向外侧滑动的趋势，地面静摩擦力指向弯道内侧，提供向心力，若路面上有细沙，动摩擦因数减小，容易向外滑动，c、d两项都与向心力有关，c、d正确答案：acd4.用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动若使小球不离开桌面，其转速最大值是()a.bc. d.解析：转速最大时，小球对桌面刚好无压力，则f向mgtan mlsin 2，即，其中cos ，所以n，a正确答案：a5.如图所示一水平放置木板上放上砝码，砝码与木板间的摩擦因数为，如果让木板在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，那么下列说法正确的是()a在通过轨道最高点时砝码处于超重状态b在经过轨道最低点时砝码所需静摩擦力最大c匀速圆周运动的速度小于d在通过轨道最低点和最高点时，砝码对木块的压力之差为砝码重力的6倍解析：在通过轨道最高点时，向心加速度竖直向下，是失重，a错误；木板和砝码在竖直平面内做匀速圆周运动，则所受合外力为向心力，砝码受到重力g、木板支持力fn和静摩擦力ff，由于重力g和支持力fn在竖直方向上，因此只有当砝码所需向心力在水平方向上时静摩擦力有最大值，此位置是当木板和砝码运动到与圆心在同一水平面上时的位置，最大静摩擦力必须大于或等于砝码所需向心力，即fnm，此时在竖直方向上fnmg，故v，b错误，c正确在最低点，fn1mgm，在最高点，mgfn2m，则fn1fn22m，d错误答案：c6.如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是()a螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡b螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心c此时手转动塑料管的角速度 mgrd若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动解析：由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与摩擦力平衡，杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，选项a正确，b、c错误；无论杆的转动速度增大多少，但竖直方向受力平衡，故选项d错误答案：a7(2012兰州模拟)如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球放在a盘的边缘，钢球放在b盘的边缘，a、b两盘的半径之比为21.a、b分别是与a盘、b盘同轴的轮a轮、b轮半径之比为12，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球、受到的向心力之比为()a21 b41c14 d81解析：a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动，说明a、b两轮的线速度相等，即vavb，又rarb12，由vr得：ab21，又由a轮与a盘同轴，b轮与b盘同轴，则aa，bb根据向心力公式fmr2得.所以d项正确答案：d8.m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，a为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为 r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，a轮每秒的转数最少是()a. b. c. d.解析：当m被水平抛出时只受重力的作用，支持力n0.在圆周最高点，重力提供向心力，即mg，所以v.而v2fr，所以f ，所以每秒的转数最小为 ，a正确答案：a9.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为r，小球半径为r，则下列说法正确的是()a小球通过最高点时的最小速度vminb小球通过最高点时的最小速度vmin0c小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力d小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析：小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故a错误，b正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力fn与球重力在背离圆心方向的分力fg的合力提供向心力，即：fnfgm，因此，外侧管壁一定对球有作用力，而内侧壁无作用力，c错误；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，d错误答案：b10.用一根细线一端系一小球(可视为质点)，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，细线的张力为ft，则ft随2变化的图象是()解析：小球角速度较小，未离开锥面，设细线的张力为ft，线的长度为l，锥面对小球的支持力为fn，则有ftcos fnsin mg，ftsin fncos m2lsin ，可得出：ftmgcos m2lsin2，可见随由0开始增加，ft由mgcos 开始随2的增大，线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，ftsin m2lsin ，得ftm2l，可见ft随2的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有c正确答案：c11.如图所示，把一个质量m1 kg的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上a、b两个固定点相连接，绳a、b长都是1 m，杆ab长度是1.6 m，直杆和球旋转的角速度等于多少时，b绳上才有张力？解析：如图所示，a、b两绳都伸直时，已知a、b绳长均为1 m，即1 m，0.8 m在aod中，cos 0.8sin 0.6，37小球做圆周运动的轨道半径rsin 10.6 m0.6 m.b绳被拉直但无张力时，小球所受的重力mg与a绳拉力fta的合力f为向心力，其受力分析如图所示，由图可知小球的向心力为fmgtan 根据牛顿第二定律得fmgtan mr2解得直杆和球的角速度为 rad/s3.5 rad/s.当直杆和球的角速度3.5 rad/s时，b中才有张力3.5 rad/s.答案：3.5 rad/s12(2012黄冈模拟)如图所示是游乐场中过山车的模型图图中半径分别为r12.0 m和r28.0 m的两个光滑圆形轨道，固定在倾角为37斜轨道面上的a、b两点，且两圆形轨道的最高点c、d均与p点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接现使小车(视为质点)从p点以一定的初速度沿斜面向下运动已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为1/6，g10 m/s2，sin