高三专题复习课件——匀速圆周运动（下）.ppt

匀速圆周运动 下 060 徐州市07 08学年度第三次质量检测7 7 光滑的水平轨道ab 与半径为r的光滑的半圆形轨道bcd相切于b点 其中圆轨道在竖直平面内 b为最低点 d为最高点 为使一质量为m的小球以初速度v0沿ab运动 恰能通过最高点 则 a r越大 v0越大b r越大 小球经过b点后瞬间对轨道的压力越大c m越大 v0越大d m与r同时增大 初动能ek0增大 ad 018 湖南省师大附中07 08学年第一次月考1 1 有一颗在地球赤道上方飞行的人造卫星 日落两小时后赤道附近的人仍能在正上方看到它 若地球半径为r 卫星飞行高度h a 不会小于rb 不会小于c 不会小于d 不会小于 解 日落两小时地球转过 300角 如图示 由几何关系得 d 021 华南师大附中207 208学年度综合测试 二 2 2 长度l 0 50m的轻质细杆oa a端固定有一质量为m 3 0kg的小球 小球以o点为圆心在竖直平面上作圆周运动 通过最高点时小球的速率为2 0m s g取10m s2 则此时刻细杆oa a 受到6 0n的拉力b 受到6 0n的压力c 受到24n的拉力d 受到54n的拉力 解 设球受到杆向上的支持力n 受力如图示 则mg n mv2 l 得n 6 0n 由牛顿第三定律 此时轻杆oa将受到球对杆向下的压力 大小为6 0n b 023 中山市华侨中学第三次模考卷7 7 在质量为m的电动机飞轮上 固定着一个质量为m的重物 重物到轴的距离为r 如图所示 为了使电动机不从地面上跳起 电动机飞轮转动的最大角速度不能超过 为了使电动机不从地面上跳起 对电动机n mg 解 对重物n mg mr 2 b 062 北京市海淀区二模反馈题17 17 向心力演示器如图所示 转动手柄1 可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动 皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上 可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动 小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供 球对挡板的反作用力 通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降 从而露出标尺8 标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小 现将小球分别放在两边的槽内 为探究小球受到的向心力大小与与哪些因素有关系 下列想法正确的是 a 用质量不同的钢球和铝球做实验 使它们运动半径相等 比较向心力的大小与质量大小的关系b 用质量相同的两个小球做实验 使它们的角速度不等 比较向心力的大小与角速度大小的关系c 用质量相同的两个小球做实验 使它们的运动半径不等 比较向心力的大小与半径大小的关系d 在两个小球的质量 运动半径和角速度三个量中 保持其中两个量相等 才能比较向心力的大小与第三个量的关系 d 013 南昌二中08届第二次阶段性考试14 14 如图 小车沿架设在空中的水平轨道以v 4m s匀速行驶 通过长l 10m的钢绳拉着m 10kg物体一起前进 遇到障碍物小车停止运动瞬间 钢绳对物体的拉力大小等于 n g 10m s2 解 116 007 东北师大附中07 08学年上学期二摸18 18 如图所示 质量为m 1kg的小球用细线拴住 线长l 0 5m 细线所受拉力大到f 18n时就会被拉断 当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时 细线恰好被拉断 若此时小球距水平地面的高度h 5m 重力加速度g取10m s2 则小球落地处距地面上p点多远 p点在悬点的正下方 解 解得 007 东北师大附中07 08学年上学期二摸14 14 如图所示 质量分别为和的两只小球用轻弹簧连在一起 且以长为l1的细绳拴在轴o上 m1与m2均以角速度 做匀速圆周运动 当两球之间距离为l2时将细线烧断 则细线烧断瞬间m1球的加速度大小为 m2球的加速度大小为 球可视为质点 不计摩擦 解 由牛顿运动定律 细线烧断前弹簧的弹力 细线烧断瞬间 细线的弹力立即减为0 弹簧的弹力t2不变 045 南京市金陵中学07 08学年一轮复习检测 一 5 5 如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图 m n是两个共轴圆筒 外筒半径为r 内筒半径很小可忽略 筒的两端封闭 两筒之间抽成真空 两筒以相同角速度 绕o匀速转动 m筒开有与转轴平行的狭缝s 且不断沿半径方向向外射出速率为v1和v2的分子 分子达到n筒后被吸附 如果r v1 v2保持不变 取一合适值 解析 若落在同一狭角上 需满足 即 因为v1 v2 r保持不变 分子只能落在与s平行的狭条上 则 a 012 湖北省黄冈中学08届9月模拟考试10 10 如图所示 m n是两个共轴圆筒的横截面 外筒半径r 内筒半径比r小得多 可以忽略不计 筒的两端是封闭的 两筒之间抽成真空 两筒以相同的角速度 绕其中心轴线 图中垂直于纸面 做匀速转动 设从m筒内部可以通过窄缝s 与m筒的轴线平行 不断地向外射出两种不同速率v1和v2的微粒 从s处射出时的初速度的方向都是沿筒的半径方向 微粒到达n筒后就附着在n筒上 如果r v1 v2都不变 而 取某一合适的值 则 a 有可能使微粒落在n筒上的位置都在a处一条与s缝平行的窄条上b 有可能使微粒落在n筒上的位置都在某一处如b处一条与s缝平行窄条上c 有可能使微粒落在n筒上的位置分别在某两处如b处和c处与s缝平行的窄条上d 只要时间足够长 n筒上将到处都落有微粒 abc 016 山东省寿光现代一中07 08学年度第二次考试17 17 将一个动力传感器连接到计算机上 我们就可以测量快速变化的力 某一小球用一条不可伸长的轻绳连接 绳的另端固定在悬点上 当小球在竖直面内来回摆动时 用动力传感器测得绳子对悬点的拉力随时间变化的曲线如图所示 取重力加速度g 10m s2 求绳子的最大偏角 解 设小球的质量为m 绳子长度为l 绳子拉力的最小值和最大值各为t1和t2 小球摆至最高点时 绳子拉力最小 小球摆至最低点时 绳子拉力最大 1 在最高点t2 mgcos 0 2 最低点摆动到最高点小球机械能守恒 3 由图知 t1 2 0nt2 0 5n 由以上各式得 4 600 5 022 福州三中07 08学年第三次月考14 14 9分 如图所示 绳长l 0 5m 能承担最大拉力为42n 一端固定在o点 另一端挂一质量为m 0 2kg的小球 悬点o到地面高h 5 5m 若小球至最低点绳刚好断 求小球落地点离o点的水平距离s g 10m s2 小球在最低点时 绳中的拉力最大 若小球在最低点时绳刚断 则绳中的拉力t 42n 代入数据得v0 10m s 竖直方向 代入数据得t 1s 解 设此时小球的速度为v0 则 水平位移s v0t 10 1 10m 小球做平抛运动时 设运动时间为t 040 江苏淮安市07 08学年度第一次调查测试12 12 物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能 转动动能的大小与角速度大小有关 为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系 某同学设计了下列一个实验 即研究砂轮的转动 先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度 然后让砂轮脱离动力 由于克服轮边缘的摩擦阻力做功 砂轮最后停下来 测出砂轮开始脱离动力到停止转动的圈数n 实验中得到几组n和 的数值见下表 砂轮直径d 10cm 转轴间摩擦力大小 1 根据功能关系 请你帮他计算出砂轮每次脱离动力时的转动动能 并填入表格内 2 利用实验数据 请你帮他确定此砂轮的转动动能与角速度大小定量关系式是 解 1 f n d 0 ek 代入数据 得 ek 0 1n 砂轮每次脱离动力时的转动动能见表 0 5 2 8 18 32 2 此砂轮的转动动能与角速度大小定量关系式是 ek 2 2 045 南京市金陵中学07 08学年一轮复习检测 一 14 14 14分 在一根长为l的不计质量的细杆中点和末端各连一质量为m的小球b和c 如图所示 杆可以竖直平面内绕固定点a转动 将杆拉到某位置放开 末端c球摆到最低位置时 杆bc受到的拉力刚好等于c球重的2倍 g 10m s2 求 1 c球通过最低点时的线速度 2 杆ab段此时受到的拉力 解 1 c球通过最低点时 受力如图且作圆周运动 c球通过最低点时的线速度 2 c球通过最低点时 以b球为研究对象 其受力图如图 b球圆周运动的向心力 且vb vc 2 得ab段此时受到的拉力 tab 3 5mg 063 上海市南汇区08年第二次模拟考试14 14 某同学在物理学习中记录了一些与地球 月球有关的数据资料 地球半径r 月球半径r 地球表面重力加速度g0 月球表面重力加速度g 月球绕地球转动的线速度v 月球绕地球转动一周的时间t 光速c 以上各量的具体数据略 1969年8月1日第一次用激光器向位于天顶的月球表面发射出激光光束 经过约t 2 565s接收到从月球表面反射回来的激光信号 利用上述数据可算出地球表面与月球表面之间的距离s 则下列方法正确的是 ab 15 14分 如图所示 质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中 盒子的边长略大于球的直径 某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动 已知重力加速度为g 空气阻力不计 问 1 要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力 则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少 2 若盒子以第 问中周期的1 2做匀速圆周运动 则当盒子运动到图示球心与o点位于同一水平面位置时 小球对盒子的哪些面有作用力 作用力为多大 058 08年苏 锡 常 镇四市教学情况调查 二 15 解 1 设此时盒子的运动周期为t0 因为在最高点时盒子与小球之间刚好无作用力 因此小球仅受重力作用 根据牛顿运动定律得 解之得 2 设此时盒子的运动周期为t 则此时小球的向心加速度为 由第一问知 且 由上述三式知 设小球受盒子右侧面的作用力为f 受上侧面的作用力为n 根据牛顿运动定律知 在水平方向上 即 在竖直方向上 即 因为f为正值 n为负值 所以小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力 分别为4mg和mg 题目 023 中山市华侨中学第三次模考卷15 15 15分 如图所示 在光滑的水平面上的两个小球a和b a球用长l的线拴着绕o点做匀速圆周运动 b做匀速直线运动 在t0时刻a b位于mn直线上 并且有相同的速度v0 这时对b施加一个恒力 使b开始做匀变速直线运动 为了使两质点在某时刻速度又相同 b的加速度应满足什么条件 a球做匀速圆周运动 速度大小v0保持不变 所以b球不能做匀加速直线运动 如果b球做匀减速直线运动 经过一段时间瞬时速度v v0 若此时刻a球位于mn直线上与a点相距一个直径的位置 满足题意 经过一段时间t 球b的 v 2v0 设b的加速度为a 则 解 n 0 1 2 3 n 0 1 2 3 由 两式得 将t代入 式得 设a的周期为t 则 题目 044 盐城市2008届六所名校联考试题16 16 如图所示 倾角 37 的斜面底端b平滑连接着半径r 0 40m的竖直光滑圆轨道 质量m 0 50kg的小物块 从距地面h 2 7m处沿斜面由静止开始下滑 小物块与斜面间的动摩擦因数 0 25 求 sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 1 物块滑到斜面底端b时的速度大小 2 物块运动到圆轨道的最高点a时 对圆轨道的压力大小 解 1 物块沿斜面下滑过程中 在重力 支持力和摩擦力作用下做匀加速运动 设下滑加速度为a 到达斜面底端b时的速度为v 则 由 式代入数据解得 2 设物块运动到圆轨道的最高点a时的速度为va 在a点受到圆轨道的压力为n 由机械能守恒定律得 物块运动到圆轨道的最高点a时 由牛顿第二定律得 代入数据解得 n 20n 由牛顿第三定律可知 物块运动到圆轨道的最高点a时 对圆轨道的压力大小na n 20n 题目 048 2008年江苏省普通高中学业水平测试28 28 如图所示 水平转盘可绕竖直中心轴转动 盘上叠放着质量均为1kg的a b两个物块 b物块用长为0 25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连 两个物块和传感器的大小均可不计 细线能承受的最大拉力为8n a b间的动摩擦因数为0 4 b与转盘间的动摩擦因数为0 1 且可认为 最大静摩擦力等于