【志鸿优化设计】（重庆专用）2014届高考物理第一轮复习 第四章曲线运动万有引力与航天第三节圆周运动练习

1 课时作业课时作业 1212 圆周运动圆周运动 一 单项选择题 1 2012 上海奉贤区调研 在相等的两段时间内物体速度的变化量不同的运动是 A 自由落体运动 B 平抛运动 C 匀速圆周运动 D 匀减速直线运动 2 如图所示为一种 滚轮 平盘无级变速器 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 那么主动轴转速n1 从动轴转速n2 滚轮半径r以及滚 轮距离主动轴中心的距离x之间的关系是 A n2 n1 B n2 n1 x r r x C n2 n1 D n2 n1 x2 r2 x r 3 2012 河北正定中学月考 如图所示 质量为m的物体从半径为R的半球形碗边向 碗底滑动 滑到最低点时的速度为v 若物体滑到最低点时受到的摩擦力是Ff 则物体与 碗的动摩擦因数为 A B C D Ff mg Ff mg mv2 R Ff mg mv2 R Ff mv2 R 4 上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处 其中设计的最大转弯处半径达到 8 000 m 用肉眼看几乎是一条直线 而转弯处最小半径也达到 1 300 m 一个质量 50 kg 的乘客 坐在以 360 km h 不变速率驶过半径2 500 m 弯道的车厢内 下列说法不正确的是 A 乘客受到来自车厢的力 大小约为 200 N B 乘客受到来自车厢的力 大小约为 539 N C 弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时舒适一些 D 弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度 5 一般的曲线运动可以分成很多小段 每小段都可以看成圆周运动的一部分 即把整 条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替 如图 a 所示 曲线上的A点的曲率圆定义为 通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆 在极限情况下 这个圆就叫做A点的曲率 圆 其半径 叫做A点的曲率半径 现将一物体沿与水平面成 角的方向以速度v0抛出 如图 b 所示 则在其轨迹最高点P处的曲率半径是 图 a 图 b A B C D v2 0 g v2 0sin2 g v2 0cos2 g 2 v2 0cos2 gsin 6 2012 浙江浙大附中期中 在粗糙水平木板上放一物块 沿如图所示的逆时针方向 在竖直平面内做匀速圆周运动 圆半径为R 速率v AC为水平直径 BD为竖直直径 Rg 设运动中木板始终保持水平 物体相对于木板静止 则 A 物块始终受两个力作用 B 只有在A B C D四点 物块受到的合外力才指向圆心 C 从B运动到A 物块处于超重状态 D 从A运动到D 物块处于超重状态 7 如图所示 放置在水平地面上的支架质量为 M 支架顶端用细线拴着的摆球质量为 m 现将摆球拉至水平位置 而后释放 摆球运动过程中 支架始终不动 以下说法正确的 是 A 在释放前的瞬间 支架对地面的压力为 m M g B 在释放前的瞬间 支架对地面的压力为Mg C 摆球到达最低点时 支架对地面的压力为 m M g D 摆球到达最低点时 支架对地面的压力为 5m M g 二 非选择题 8 如图所示 轮O1 O3固定在同一转轴上 轮O1 O2用皮带连接且不打滑 在 O1 O2 O3三个轮的边缘各取一点A B C 已知三个轮的半径比r1 r2 r3 2 1 1 则A B C三点的线速度大小之比vA vB vC 角速度之比 A B C 向心加速度大小之比aA aB aC 9 2012 江西南昌联考 如图所示 M是水平放置的半径足够大的圆盘 绕过其圆心 的竖直轴OO 匀速转动 规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向 在圆心O正上方距盘 面高为h处有一个正在间断滴水的容器 从t 0 时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做 匀速直线运动 速度大小为v 已知容器在t 0 时刻滴下第一滴水 以后每当前一滴水刚 好落到盘面上时再滴一滴水 求 3 1 每一滴水经多长时间滴落到盘面上 2 要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上 圆盘转动的角速度 应为多大 3 第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离x 10 如图所示 质量为m的小球置于方形的光滑盒子中 盒子的边长略大于小球的直 径 某同学拿着该盒子在竖直平面内以O点为圆心做半径为R的匀速圆周运动 已知重力 加速度为g 空气阻力不计 求 1 若要使盒子运动到最高点时与小球之间恰好无作用力 则该同学拿着盒子做匀速圆 周运动的周期为多少 2 若该同学拿着盒子以第 1 问中周期的 做匀速圆周运动 则当盒子运动到如图所示 1 2 的位置 球心与O点位于同一水平面上 时 小球对盒子的哪些面有作用力 作用力大小分 别为多少 4 参考答案参考答案 1 C 解析 解析 在相等的两段时间内物体速度的变化量不同的运动是加速度时刻变化的 运动 选项 A B D 都是加速度恒定的运动 只有选项 C 符合题意 2 A 解析 解析 由于主动轮和从动轮接触处线速度大小相等 所以 2 n1x 2 n2r 即 n2 n1 所以选项 A 正确 x r 3 B 解析 解析 设在最低点时 碗对物体的支持力为F 则F mg m 解得F mg m v2 R 由Ff F解得 选项 B 正确 本题选 B v2 R Ff mg mv2 R 4 B 解析 解析 乘客做匀速圆周运动的向心力由车厢弹力提供 即F mv2 r 50 1002 2 500 N 200 N 选项 A 正确 半径越大 则弹力F越小 乘客越舒适 选项 C 正确 列车倾斜 时 其重力和悬浮力的合力提供列车的向心力 若列车的倾角为 则有 mgtan mv2 r 半径越大 倾角越小 选项 D 正确 5 C 解析 解析 物体抛出后在最高点的加速度为g 水平速度为v0cos 由a 得 v2 R g 故P点曲率半径 C 项正确 v0cos 2 v0cos 2 g 6 D 解析 解析 因为物块做匀速圆周运动 合力提供向心力 所以其合力方向始终指向 圆心 选项 B 错误 在物块做匀速圆周运动的过程中 物块受到的竖直向下的重力和竖直 向上的支持力的合力不可能始终指向圆心 所以它还可能受到木板对它的摩擦力的作用 选项 A 错误 从B运动到A 物块的合外力始终指向圆心 加速度也指向圆心 所以加速 度具有竖直向下的分量 物块处于失重状态 选项 C 错误 同理可知 在物块从A运动到 D的过程中 加速度方向也指向圆心 所以加速度具有竖直向上的分量 物块处于超重状 态 选项 D 正确 7 B 解析 解析 在释放前的瞬间绳拉力为零 对M FN1 Mg 当摆球运动到最低点时 由机械能守恒得mgR mv2 2 由牛顿第二定律得 FT mg mv2 R 由 得绳对小球的拉力FT 3mg 对支架M由受力平衡 地面支持力FN Mg 3mg 由牛顿第三定律知 支架对地面的压力FN2 3mg Mg 故选项 B 正确 8 答案 答案 2 2 1 1 2 1 2 4 1 解析 解析 1 令vA v 由于转动时不打滑 所以vB v 因 A C 由公式v r知 当角速度一定时 线速度跟半径成正比 故vC v 所以vA vB vC 2 2 1 1 2 2 令 A 由于共轴转动 所以 C 因vA vB 由公式 知 当线速度 v r 一定时 角速度跟半径成反比 故 B 2 所以 A B C 1 2 1 3 令A点向心加速度为aA a 因vA vB 由公式a 知 当线速度一定时 向心 v2 r 加速度跟半径成反比 所以aB 2a 又因为 A C 由公式a 2r知 当角速度一定 时 向心加速度跟半径成正比 故aC a 所以aA aB aC 2 4 1 1 2 9 答案 答案 1 2 2h g g 2h 5 3 5v 2h g 解析 解析 1 水滴在竖直方向上做自由落体运动 有h gt2 得t 1 2 2h g 2 分析题意可知 在相邻两滴水的下落时间内 圆盘转过的角度应为n 所以角速 度为 t g 2h 3 第二滴水落在圆盘上的水平位移为x2 v 2t 2v 第三滴水落在圆盘上的水 2h g 平位移为x3 v 3t 3v 当第二与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心两侧 2h g 时 两点间的距离最大 则x x2 x3 5v 2h g 10 答案 答案 1 2 2 小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力 大小分别为 4mg R g 和mg 解析 解析 1 设盒子的运动周期为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 由重力提供向心力 根据牛顿运动定律得mg mR 2 2 T0 解之得T0 2 R g 2 设此时盒子的运动周期为