高考物理总复习第4章曲线运动万有引力与航天圆周运动向心加速度向心力试题

1、第 2 课时圆周运动向心加速度向心力 学 考 题 组1质点做匀速圆周运动时,以下说法正确选项 A速度的大小和方向都转变B匀速圆周运动是匀变速曲线运动C当物体所受合力为零时,物体做匀速圆周运动D向心加速度大小不变,方向时刻转变解析 匀速圆周运动的速度的大小不变,方向时刻变化,A 错误；它的加速度大小不变,但方向时刻转变,不是匀变速曲线运动,B 错误, D 正确；由匀速圆周运动的条件可知,C错误；2在水平面上转弯的摩托车,如下列图,供应向心力是答案D A重力和支持力的合力B静摩擦力C滑动摩擦力D重力、支持力、牵引力的合力解析 此题考查的是受力分析的问题；由图可知,在水平面上转弯的摩托车所需要的向心

2、力是其与地面的静摩擦力供应的；答案 B32022 瑞安中学期中 质量为 m的飞机,以速率 v 在水平面内做半径为 R的匀速圆周运动,如下列图,就空气对飞机的升力大小为 Bm g2（v2 R）2 A. mv2R1 / 6 解析Dm（v2 R）2g2Cmg飞机受到竖直向下的重力,空气给的升力,两力之和充当向心力,如下列图,故有B正确；F（mg）2（mv2 R）2mg2（v2 R）2,答案B4. 如下列图,质量为m的木块从半径为R 的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中,假如由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么 A加速度为零 B加速度恒定 C加速度大小不变,方向时刻转变,但不肯定指向圆心 D加速度大

3、小不变,方向时刻指向圆心 解析 木块做的是匀速圆周运动,加速度大小不变,但方向时刻指向圆心,加速度时刻改 变,应选项 A、B、C错误, D正确；答案 D 5雨天野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“ 繁重” ；假如将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就被甩下来；如下列图,图a、b、 c、d 为后轮轮胎边缘上的四个特别位置,就 A泥巴在图中 a、c 位置的向心加速度大于 b、 d 位置的向心加速度B泥巴在图中的 b、d 位置时最简单被甩下来C泥巴在图中的 c 位置时最简单被甩下来D泥巴在图中的 a 位置时最简单被甩下来2解析

4、 当后轮 匀速转动时,由 aR 知 a、b、c、d 四个位置的向心加速度大小相等,A2错误；在角速度 相同的情形下,泥巴在 a 点有 aFmgm R,在 b、d 两点有 bFdF2 / 6 m2R,在c点有F cmgm2 R；所以泥巴与轮胎在c位置的相互作用力最大,最简单被甩下来,故 B、D错误, C正确；6. 如下列图,长O答案C0.5 m 的轻质细杆,一端固定有一个质量为3 kg 的小球,另一端由电动机带动,使杆绕在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2 m/s；取g10 m/s2,下列说法正确选项 A小球通过最高点时,对杆的拉力大小是6 NB小球通过最高点时,对杆的压力大小是 24 N

5、C小球通过最低点时,对杆的拉力大小是 24 ND小球通过最低点时,对杆的拉力大小是 54 Nv2解析 设在最高点杆表现为拉力,就有 Fmgm R,代入数据得,F6 N,就杆表现为推力,大小为 6 N,所以小球对杆表现为压力,大小为 6 N ,应选项 A、 B 均错误；在最低v2点,杆表现为拉力,有 Fmgm r,代入数据得,F54 N,应选项 C 错误,选项 D 正确；7.一辆质量m2 t的轿车,驶过半径R90 m的一段凸形桥面,g取10 m/s答案D2,求：1 轿车以 10 m/s 的速度通过桥面最高点时,对桥面的压力是多大？2 在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时,车的速度大小是多少？

6、2解析1 轿车通过凸形桥面最高点时,受力分析如下列图：合力FmgF N,由向心力公式得mgNFv2 m R故桥面的支持力大小F Nmgv2 m R2 000 102 000 102 N 901.78 104N依据牛顿第三定律,轿车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78 104N；对桥面的压力等于轿车重力的一半时,向心力FmgF N0.5mg,而Fv 2 m R,所以此时轿车的速度大小v0.5gR0.5 10 90m/s152m/s答案11.78 104N2152m/s3 / 6 8有一列重为100 t的火车,以72 km/h 的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道,轨道半径为 400 m；1 试

7、运算铁轨受到的侧压力；2 如要使火车以此速率通过弯道,且使铁轨受到的侧压力为零,我们可以适当倾斜路基,试运算路基倾斜角度 的正切值；解析 172 km/h20 m/s ,外轨对轮缘的侧压力供应火车转弯所需要的向心力,所以有v2 105 202 5 5F Nm r400 N10 N,由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于 10 N；2 火车过弯道,重力和铁轨对火车的弹力的合力正好供应向心力,如下列图,就 mgtan v2 v2m r,由此可得 tan rg0.1；5答案 110 N 20.1 加 试 题 组9多项如下列图,一小物块以大小为a4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R1 m

8、,就以下说法正确选项 A小物块运动的角速度为2 rad/s解析由于a2 R,所以小B小物块做圆周运动的周期为 sC小物块在ts内通过的位移大小为m420D小物块在 s 内通过的路程为零物块运动的角速度aR2 rad/s,周期T2 s,选项A、B正确；小物块在s内转过,通过的位移为2m,在 s内转过一周,42通过的路程为2 m,选项 C、D错误；答案AB10如下列图,内壁光滑的竖直圆桶,绕中心轴做匀速圆周运动,一物块用细绳系着,绳的另一端系于圆桶上表面圆心,且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动,就 4 / 6 A绳的张力可能为零 B桶对物块的弹力不行能为零 C随着转动的角速度增大,绳的张力保持不变

9、 D随着转动的角速度增大,绳的张力肯定增大解析 当物块随圆桶做圆周运动时,绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平稳,因此绳的张力为肯定值,且不行能为零,11 多项 2022 瑞安中学期中A、D 项错误, C 项正确；当绳的水平分力供应向心力的 时候,桶对物块的弹力恰好为零,B 项错误；答案 C 如下列图, A、B、C 三个物体放在旋转圆台上,最大静摩擦力均为各自重的K 倍, A 的质量为2m,B、C 的质量各为m,A、 B离轴 R,C 离轴 2R,就当圆台旋转时 A、B、C均未打滑 A C的向心加速度最大BB 的静摩擦力最小C当圆台转速增加时,B 比 C先滑动D当圆台转速增加时,A 比 C先滑动

10、2解析 三者是同轴转动,所以角速度相等,静摩擦力充当向心力,依据公式 Fm r 可得2 2 2F A2 m R,F Bm R,F C2 m R,故 B 的静摩擦力最小,C 的半径最大,依据公式 a2 r,可得 C 的向心加速度最大,A、B 正确；三个物体的最大静摩擦力分别为：f A2 mg,f B mg,f C mg,当圆盘转速增大时,C 的静摩擦力先达到最大,最先开头滑动, A 和 B的静摩擦力同时达到最大,两者同时开头滑动,C、D错误；答案 AB12如下列图,细绳一端系着质量 M8 kg 的物体,静止在水平桌面上,另一端通过光滑小孔吊着质量 m2 kg 的物体, M与圆孔的距离 r 0.5 m ,已知 M与桌面间的动摩擦因数为 0.2 设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 ,现使物体 M 随转台绕中心轴转动,2问转台角速度 在什么范畴内 m 会处于静止状态； g10 m/s 5 / 6 解析 设角速度的最小值为 1,此时 M 有向着圆心运动的趋势,其受到的最大静摩擦力沿半径向外,由牛顿其次