北京市高考物理一轮复习 第6讲 圆周运动经典精讲2(1).doc

第6讲 圆周运动1、如图所示，倾角30的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为r的半圆竖直挡板，质量为m的小球从斜面上高为r/2处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积，不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动时对挡板的力是()a0.5mg bmgc1.5mg d2mg2、如图所示，半径为r的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动，对于半径r不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力。下列说法中正确的是()a半径r越大，小球通过轨道最高点时的速度越大b半径r越大，小球通过轨道最高点时的速度越小c半径r越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大d半径r越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小3、如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径r0.5 m，离水平地面的高度h0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小x0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g10 m/s2。求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数。4、小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为 d，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2。(2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？5、如图所示，长为l的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴o。现使小球在竖直平面内做圆周运动，p为圆周轨道的最高点。若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为 ，则以下判断正确的是()a小球不能到达p点b小球到达p点时的速度小于c小球能到达p点，但在p点不会受到轻杆的弹力d小球能到达p点，且在p点受到轻杆向下的弹力6、如图所示，两段长均为l的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的a、b两点，a、b两点间距也为l，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为 ()amg b2mgc3mg d4mg7、如图所示，半径为r、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内。a通过最高点c时，对管壁上部压力为3mg，b通过最高点c时，对管壁下部压力为0.75mg，求a、b两球落地点间的距离。8、如图所示，有一内壁光滑的试管装有质量为1 g的小球，试管的开口端封闭后安装在水平轴o上，转动轴到管底小球的距离为5 cm，让试管在竖直平面内做匀速转动。问：(1)转动轴达某一转速时，试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍，此时角速度多大？(2)当转速10 rad/s时，管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少？(g取10 m/s2)9、如图所示，是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置。该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺，带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在转动轴上，小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动。当转盘不转动时，指针指在o处，当转盘转动的角速度为1时，指针指在a处，当转盘转动的角速度为2时，指针指在b处，设弹簧均没有超过弹性限度。则1与2的比值为()a b c d10、某机器内有两个围绕各自的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转动的线速度相同，都是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，这个时间的最小值应为()a0.56 sb0.28 sc0.16 s d0.07 s第6讲 圆周运动1、：b详解：质量m的小球从斜面上高为r/2处静止释放，由机械能守恒定律可得，到达水平面时速度的二次方v2gr，小球在挡板弹力作用下做匀速圆周运动，fmv2/r，由牛顿第三定律，小球沿挡板运动时对挡板的力ff，联立解得fmg，选项b正确。2、：ad详解：小球通过最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点mg，即v0，选项a正确而b错误；由动能定理得，小球在最低点的速度为v，则最低点时的角速度 ，选项d正确而c错误。3、：(1) 1 m/s(2) 0.2详解：(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有hgt2 在水平方向上有xv0t 由式解得v0x 1 m/s (2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有ffmm ffm fn mg 由式解得 0.24、：(1) (2)mg (3)绳长为 时，最大水平距离为 d详解：(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有竖直方向 d gt2，水平方向d v1t得v1由机械能守恒定律，有mvmvmg(dd)得v2 (2)设绳能承受的最大拉力大小为ft，这也是球受到绳的最大拉力大小。球做圆周运动的半径为rd由圆周运动向心力公式，有ftmg得ftmg(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有ftmgm得v3 绳断后球做平抛运动，竖直位移为dl，水平位移为x，时间为t1，有dlgtxv3t1得x当l 时，x有极大值xmaxd。5、：b 详解：根据机械能守恒定律2mglmv2mv，可求出小球在p点的速度为 ，故b正确，a错误。小球在p点所需要的向心力fmg，故小球在p点受到轻杆向上的弹力，故c、d均错误。6、：a 详解：当小球到达最高点时速率为v，有mgm，当小球到达最高点速率为2v时，应有fmgm4mg，所以f3mg，此时最高点各力如图所示，所以ftmg，a正确。7、：3r详解：a球通过最高点时，由fnamgm已知fna3mg，可求得va2b球通过最高点时，由mgfnbm已知 fnb0.75mg，可求得vb平抛落地历时t 故两球落地点间的距离l(vavb)t解得l3r8、：(1)20 rad/s(2)1.510-2 n0详解：(1)转至最低点时，小球对管底压力最大；转至最高点时，小球对管底压力最小，最低点时管底对小球的支持力f1应是最高点时管底对小球支持力f2的3倍，即f13f2根据牛顿第二定律有最低点：f1mgmr2最高点：f2mgmr2由得 rad/s20 rad/s(2)在最高点时，设小球不掉下来的最小角速度为0，则mgmr0 rad/s14.1 rad/s因为10 rad/s014.1 rad/s，故管底转到最高点时，小球已离开管底，因此管底对小球作用力的最小值为f0当转到最低点时，管底对小球的作用力最大为f1，根据牛顿第二定律知f1mgmr2，则f1mgmr21.510-2 n。9、：b 详解：小球随转盘转