2011优化方案高三物理复习课时作业 圆周运动及其运动

用心 爱心 专心 1 2010 年安徽皖南八校联考 如图 4 3 11 所示 甲 乙 丙三个轮子依靠摩 擦传动 相互之间不打滑 其半径分别为 r1 r2 r3 若甲轮的角速度为 1 则丙轮的角 速度为 A B r1 1 r3 r3 1 r1 C D r3 1 r2 r1 1 r2 解析 选 A 连接轮之间可能有两种类型 即皮带轮或齿轮相互传 动和同轴轮传动 各个轮子的轴是焊接的 本题属于皮带轮 同轴轮的 特点是角速度相同 皮带轮的特点是各个轮边缘的线速度大小相 同 即 v1 1r1 v2 2r2 v3 3r3 显然 A 选项正确 2 如图 4 3 12 所示为 A B 两 质点做圆周运动的向心加速度随半径变 化的图象 其中 A 为双曲线的一个分支 由图可知 A A 物体运动的线速度大小不变 B A 物体运动的角速度大小不变 C B 物体运动的线速度大小不变 D B 物体运动的角速度与半径成 正比 解析 选 A 由图象知 aA aB r 根据公式 a 2r 得 A 1 r v2 r 对 3 2010 年广东东莞调研 如图 4 3 13 所示 悬线一端系一小球 另一 端固定于 O 点 在 O 点正下方的 P 点钉一 个钉子 使悬线拉紧与竖直方向成一角度 然后由静止释放小球 当悬线碰到钉子 图 4 3 11 图 4 3 12 用心 爱心 专心 时 下列说法正确的是 小球的瞬时速度突然变大 小球的加速度突然变大 小球 所需的向心力突然变大 悬线所受的拉力突然变大 A B C D 解析 选 B 当悬线碰到钉子时 由于惯性 小球的瞬时速度不变 小球的向心加速度 a 半径变小 a 变大 向心力 F ma 变大 v2 r FT mg ma 拉力 FT mg ma 变大 B 正确 4 2010 年广州高三调研 如图 4 3 14 所示 质量不计的轻质 弹性杆 P 插入桌面上的小孔中 杆的另一端套有一个质量为 m 的小球 今使小球在水平面内做半径为 R 的匀速圆周运动 且角速度为 则 杆的上端受到小球对其作用力的大小为 A m 2R B m g2 4R2 C m g2 4R2 D 条件不足 不能确定 解析 选 B 对小球进行受力分析 小球受重力和杆对小球的作用 力 合力提供向心力 由题意知 小球所受合力在水平方向 合力大小 为 m 2R 即重力和杆对球的作用力的合力在水平方向 大小为 m 2R 根据力的合成得 F m g2 4R2 5 2010 年广东模拟 一质量为 m 的物 体 沿半径为 R 的向下凹的圆形轨道滑行 如图 4 3 15 所示 经过最低点的速度为 v 物体与轨道之间的动摩擦因数为 则 它在最低点时受到的摩擦力为 A mg B mv2 R 图 4 3 13 图 4 3 14 图 4 3 15 用心 爱心 专心 C m g D m g v2 R v2 R 解析 选 C 当物块滑至最低点时 由 FN mg m得 v2 R 物块与轨道间的正压力为 FN mg m v2 R 又因为是滑动摩擦力 所以 Ff FN m g 选 C v2 R 6 如图 4 3 16 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 mg r D 若杆的转动加快 螺丝帽有可能相对杆发生运动 解析 选 A 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 A 正确 B C 错误 无论杆的转动速度增大多少 竖直方向受 力平衡 故 D 错误 7 2010 年杭州模拟 皮带传送机传送 矿石的速度 v 大小恒定 在轮缘 A 处矿石 和皮带恰好分离 如图 4 3 17 所示 若 轮子的半径为 R 则通过 A 点的半径 OA 和 竖直方向 OB 的夹角 为 A arcsin v2 Rg 图 4 3 16 图 4 3 17 用心 爱心 专心 B arccot v2 Rg C arctan v2 Rg D arccos v2 Rg 8 2009 年西南师大附中模拟 如图 4 3 18 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 vmin g R r B 小球通过最高点时的最小速度 vmin 0 C 小球在水平线 ab 以下的管道中运动时 内侧管壁对小球一定 无作用力 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 答案 BC 9 如图 4 3 19 所示 一个内壁光滑的圆 锥的轴线垂直于水平面 圆锥固定不动 两个质 量相同的球 A B 紧贴着内壁分别在图中所示的 水平面内做匀速圆周运动 则 A 球 A 的线速度必大于球 B 的线速度 B 球 A 的角速度必小于球 B 的角速度 C 球 A 的运动周期必小于球 B 的运动周期 D 球 A 对筒壁的压力必大于球 B 对筒壁的压力 解析 选 AB 对 A 有 mg cot m m A2 RA vA2 RA 图 4 3 18 图 4 3 19 用心 爱心 专心 对 B 有 mg cot m m B2 RB vB2 RB 由图知 RA RB 得 vA vB ATB 又由 2 受力情况知 FNA FNB 故 C D 错误 mg sin 10 2009 年高考广东卷 如图 4 3 20 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 图 4 3 20 用心 爱心 专心 11 如图 4 3 21 所示 把一个质量 m 1 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 C 为两绳交点 绳 a b 长都是 1 m AB 长度是 1 6 m 求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 已知 a b 绳长均为 1 m 即 1 m 0 8 m ACBCAO 1 2AB 在 AOC 中 cos 0 8 AO AC 0 8 1 sin 0 6 37 小球做圆周运动的轨道半径 r sin 1 0 6 m 0 6 m OCAC 图 4 3 21 用心 爱心 专心 答案 3 5 rad s 12 如图 4 3 22 所示 一可视为质点的物体质量为 m 1 kg 在左侧平台上水平抛出 恰能无碰撞地沿圆弧切线从 A 点进入光滑竖 直圆弧轨道 并沿轨道下滑 A B 为圆弧两端点 其连线水平 O 为轨道的最低点 已知圆弧半径为 R 1 0 m 对应圆心角为 106 平台与 AB 连线的高度差为 h 0 8 m 重力加速度 g 10 m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 图 4 3 22 1 物体平抛的初速度 2 物体运动到圆弧轨道最低点 O 时对轨道的压力 解析 1 由于物体无碰撞进入圆弧轨道 即物体落到 A 点时速度 方向沿 A 点切线方向 则 tan tan53 vy vx gt v0 又由 h gt2 1