【2019最新】精选高考物理系列模型之过程模型专题07圆周运动模型2学案

1、【 2019 最新】精选高考物理系列模型之过程模型专题07 圆周运动模型2 学案三模型演练6. 如图所示，在验证向心力公式的实验中， 质量相同的钢球放在A盘的边缘，钢球放在 B 盘的边缘，A、B 两盘的半径之比为 21.a 、 b 分别是与 A盘、 B 盘同轴的轮 a 轮、 b 轮半径之比为 12，当 a、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球、受到的向心力之比为( )A21B41C14D81【答案】【解析】 a、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动，说明 a、b 两轮的线速度相等，即 vavb，又 ra rb 12，由 vr 得： ab21，又由 a 轮与 A 盘同轴， b 轮与 B 盘同轴，

2、则 aA，bB，根据向心力公式 Fmr2 得 . 所以 D项正确7. 如图所示，细绳一端系着质量为 M=0.6kg 的物体，静止于水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量为 m=0.3kg 的物体， M的中点与圆孔距离为 0.2m，并知 M与水平面的最大静摩擦力为 2N。现使此平面绕中心轴转动，问角速度在什么范围 m会处于静止状态？ （）【答案】欢迎下载。当为所求范围的最大值时， M 有远离圆心运动的趋势，水平面对M的静摩擦力方向指向圆心，且大小也为2N，此时有：代入数据解得 :故所求的范围为 :8. 如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿直径方向上放置以细线相连的 A、B 两个小物块。 A 的质量为，离

3、轴心， B 的质量为，离轴心， A、B 与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍，试求（ 1）当圆盘转动的角速度为多少时，细线上开始出现张力？（ 2）欲使 A、B 与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度为多大？（）【答案】（） rad/s （） 7.07rad/s【解析】（1）较小时， A、B 均由静摩擦力充当向心力，增大，可知，它们受到的静摩擦力也增大， 而，所以 A 受到的静摩擦力先达到最大值。再增大， AB间绳子开始受到拉力。由，得：B 就在圆盘上滑动起来。设此时角速度为，绳中张力为，对A、B 受力分析：对 A 有【2019最新】精选高考物理系列模型之过程模型专题07圆周

4、运动模型学案对 B 有联立解得：9. 一光滑的圆锥体固定在水平桌面上， 其轴线沿竖直方向，其顶角为，如图所示，一条长为 L 的轻绳，一端固定在锥顶 O点，另一端拴一质量为 m的小球，小球以速率 v 绕圆锥的轴线做水平面内的匀速圆周运动，求：（ 1）当时，绳上的拉力多大？（ 2）当时，绳上的拉力多大？【答案】（）（）【解析】当小球刚好对圆锥没有压力时求得小球的线速度（ 1）当，小球不做圆锥摆运动，小球受三个力，如图所示，用正交分解法解题，在竖直方向在水平方向解得（2）当，小球做圆锥摆运动，且，设此时绳与竖直方向的夹角为，则有3 / 83 / 8解得因此10. 如图所示，两根长度不同的细线分别系有

5、两个小球，细线的上端都系于 O点。设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。 已知细线长之比为 L1L2=1， L1 跟竖直方向成 60o 角。下列说法中正确的有（）A两小球做匀速圆周运动的周期相等B小球 m1的周期大CL2 跟竖直方向成 30o 角DL2 跟竖直方向成 45o 角【答案】11. 质量为 100 t的火车在轨道上行驶，火车内外轨连线与水平面的夹角为 =37°, 如图所示，弯道半径R=30 m.问：（g 取 10 m/s2 ）（ 1）当火车的速度为 v1=10 m/s 时，轨道受到的侧压力为多大？方向如何？（ 2）当火车的速度为 v2=20 m/s 时，轨道受到的侧压

6、力为多大？方向如何？得(1)v1<v0 ，由于半径不变，需减小向心力，则轨道内侧铁轨将受到一【2019最新】精选高考物理系列模型之过程模型专题07圆周运动模型学案个沿车轴方向的侧压力F1，车受力如图乙所示，则有：得由牛顿第三定律知 :F1=F1, 方向沿轴指向内侧 .得由牛顿第三定律知 :F2=F2=4. 7 ×105 N, 方向沿轴指向外侧 .12. 将一个半径为 R 的内壁光滑的半球形碗固定在水平地面上，若使质量为 m的小球贴着碗的内壁在水平内以角速度做匀速圆周运动， 如图所示，求圆周平面距碗底的高度，若角速度增大，则高度、回旋半径、向心力如何变化？【答案】高度 h 变大，

7、回旋半径变大，向心力变大【解析】本题属于图 1 中丁图所示的情形 , 只是锥面倾角不是恒定的。分析物体受力如图 ,由图中几何关系结合牛顿运动定律有: ，故，圆周平面距碗底的高度为。若角速度增大， 则有增大，高度 h 变大，回旋半径变大，向心力变大。13. 如图所示， OO为竖直轴， MN为固定在 OO上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球 A、B 套在水平杆上， AC和 BC为抗拉能力相同的两根细线， C 端固定在转轴 OO上当绳拉直时， A、B 两球转动半径之比恒为 21，当转轴的角速度逐渐增大时 ( )5 / 85 / 8AAC先断C两线同时断BBC先断D不能确定哪根线先断【答案】所以：，

8、由于AC>BC，所以 FA>FB，即绳 AC先断14. 用一根细线一端系一小球 ( 可视为质点 ) ，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为 ，细线的张力为 FT，则 FT 随 2 变化的图象是下图中的 ( )【答案】【解析】小球角速度 较小，未离开锥面时，设细线的张力为 FT，线的长度为 L，锥面对小球的支持力为 FN，则有 FTcosFNsin mg，FTsin FNcos m2Lsin ，可得出： FT mgcosm 2Lsin2 ，可见随 由 0 开始增加， FT 由 mgcos开始随 2 的增大，线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时

9、， FT·sin m2Lsin，得 FTm2L，可见 FT 随2 的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有 C正确15如图所示，把一个质量 m1 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，绳 a、b 长都是 1 m，杆 AB长度是 1.6 m ，直杆和球旋转的角速度等于多少时， b 绳上才有张力？【答案】 3.5 rad/s【2019最新】精选高考物理系列模型之过程模型专题07圆周运动模型学案小球做圆周运动的轨道半径r · sin 1×0.6 m 0.6 m.b 绳被拉直但无张力时，小球所受的重力 mg与 a 绳拉力 FTa的合

10、力 F为向心力，其受力分析如图所示，由图可知小球的向心力为Fmgtan根据牛顿第二定律得Fmgtanmr·2 解得直杆和球的角速度为 rad/s 3.5 rad/s.当直杆和球的角速度 3.5 rad/s时， b 中才有张力16. 如图所示， V 形细杆 AOB能绕其对称轴 OO转动， OO沿竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为 =45°两质量均为 m=0.1kg的小环，分别套在 V 形杆的两臂上，并用长为 =1.2m、能承受最大拉力 Fmax=4.5N的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的 0.2 倍当杆以角速度 转动时，细线始终处于水平状态，取 g=10m/s2（ 1）求杆转动角速度 的最小值；（ 2）将杆的角速度从（ 1）问中求得的最小值开始缓慢增大，直到细线断裂，写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式；（ 3）求第（ 2）问过程