高考物理 考前回归教材限时训练十三 匀速圆周运动.doc

2013年高考物理考前回归教材之限时训练十三匀速圆周运动时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)图11如图1所示，物块p置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是 ()a当转盘匀速转动时，p受摩擦力方向为a方向b当转盘加速转动时，p受摩擦力方向可能为b方向c当转盘加速转动时，p受摩擦力方向可能为c方向d当转盘减速转动时，p受摩擦力方向可能为d方向答案：bd图22质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的a点和c点，如图2所示，当轻杆绕轴bc以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆子停止转动，则 ()a小球仍在水平面内做匀速圆周运动b在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大c若角速度较小，小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动d若角速度较大，小球可在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动解析：绳b烧断前，竖直方向合力为零，即fama，烧断b后，因惯性，要在竖直面内做圆周运动，且famgm，所以fafa，a错b对，当足够小时，小球不能摆过ab所在高度，c对，当足够大时，小球在竖直面内能通过ab上方最高点，从而做圆周运动，d对答案：bcd图33如图3所示，皮带传动装置，主动轮o1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮o2的半径为2r，a、b、c分别为轮子边缘上的三点，设皮带不打滑，则a、b、c三点的角速度之比，线速度大小之比分别为 ()a221,311b112,311c221,331 d112,113答案：a图44如图4所示，a、b、c三个物块放在水平的圆盘上，它们的质量关系是ma2mb2mc，它们与转轴的距离的关系是2ra2rbrc，三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为，且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，当圆盘转动时，a、b、c都没有滑动，则下列判断正确的是 ()ac的向心加速度最大bb的摩擦力最小c当圆盘转速增大时，b比a先滑动d当圆盘转速增大时，c比b先滑动解析：三个物块做圆周运动的角速度相同，向心加速度a2r，c离转轴最远，向心加速度最大三个物块做圆周运动的向心力由静摩擦力ff提供，ffm2r，b与a相比，r相同，m小；b与c相比，m相同，r小，所以b的摩擦力最小当圆盘转速增大时，物块将要滑动，静摩擦力达到最大值，最大静摩擦力提供向心力，mgm2r，即，与质量无关，由于2ra2rbrc，b与a同时开始滑动，c比b先滑动选项a、b、d正确答案：abd图55在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球a和b，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球a的位置在小球b的上方，如图5所示下列判断正确的是()aa球的速率大于b球的速率ba球的角速度大于b球的角速度ca球对漏斗壁的压力大于b球对漏斗壁的压力da球的转动周期大于b球的转动周期图6解析：此题涉及物理量较多，当比较多个量中两个量的关系时，必须抓住不变量，而后才能比较变量先对a、b两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力fn.如图6所示，对a球依牛顿第二定律：fnasinmgfnacosmmra对b球依牛顿第二定律：fnbsinmgfnbcosmmrb由两球质量相等可得fnafnb，不选c项由可知，两球所受向心力相等：mm，因为rarb，所以vavb，a项正确mramrb，因为rarb，所以atb，d项是正确的答案：ad图76如图7所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端o为圆心，使小球做半径为r的圆周运动，以下说法正确的是 ()a小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零b小球过最高点时的最小速度为c小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反d小球过最高点时，杆对球作用力一定与小球所受重力方向相反答案：ac图87如图8所示，将完全相同的两小球a、b，用长l0.8 m的细绳悬于以v4 m/s向右匀速运动的车厢顶部，两球分别与小车前后壁接触，由于某种原因，车厢突然停止，此时悬线的张力之比ft1ft2为(g取10 m/s2) ()a11 b12c13 d14解析：车突然停止时，a球随之停下来，则张力ft1mg，而b球会以悬点为圆心向右摆动起来，则有ft2mgm，ft2m(g)所以.答案：c8图9为一种“滚轮平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么，主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是 ()图9an2n1 bn1n2cn2n1 dn2n1解析：由题可知，平盘边缘与滚轮的线速度相同，又因为vrr2f，故xf1rf2，转速n与f成正比，故n1xn2r.a选项正确答案：a二、计算题(31236)图109如图10用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运动；圆周运动的水平面与悬点的距离为h，与水平地面的距离为h.若细线突然在a处断裂，求小球在地面上的落点p与a的水平距离解析：设小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运动的速度为v图11根据f向m有mgtanmgm则vr若细线突然在a处断裂，小球以速度v做平抛运动，在地面上落点p的位置与a处的切线在同一竖直平面上，设与a处的水平距离为x；则有hgt2xvt解得xr 答案：r 图1210如图12所示，半径为r的圆盘匀速转动，距圆心高度h处以平行ob方向水平抛出一个小球，为使小球和圆盘只碰撞一次且落点为b，求：(1)小球的初速度大小(2)圆盘转动的角速度解析：(1)设小球在空中的飞行时间为t1，初速度为v0，圆盘的角速度为，则小球平抛时间为t1，而rv0t1，故v0r .(2)当ob再次与v0平行时，圆盘运动时间t2nt(n1,2,3,4，)，t依题意有t1t2，即 (n1,2,3,4，)解得n(n1,2,3,4，)答案：(1)r (2)n (n1,2,3,4，)图1311质点p以o为圆心做半径为r的匀速圆周运动，如图13所示，周期为t.当p经过图中d点时，有一质量为m的另一质点q受到力f的作用从静止开始做匀加速直线运动为使p、q两质点在某时刻的速度相同，则f的大小应满足什么条件？解析：速度相同包括大小相等和方向相同，由质点p的旋转情况可知，只有当p运