高考物理课标版一轮复习考点规范练12圆周运动

考点规范练12圆周运动一、单项选择题1.如图所示,由于地球的自转,地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动。对于P、Q两物体的运动,下列说法正确的是()A.P、Q两点的角速度大小相等B.P、Q两点的线速度大小相等C.P点的线速度比Q点的线速度大D.P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用2.如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为RB∶RC=3∶2,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的()A.线速度大小之比为3∶2∶2B.角速度之比为3∶3∶2C.转速之比为2∶3∶2D.向心加速度大小之比为9∶6∶43.(2016·课标全国Ⅱ)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点,()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度4.(2017·山东烟台一模)两粗细相同内壁光滑的半圆形圆管ab和bc连接在一起,且在b处相切,固定于水平面上。一小球从a端以某一初速度进入圆管,并从c端离开圆管。则小球由圆管ab进入圆管bc后()A.线速度变小 B.角速度变大C.向心加速度变小 D.小球对管壁的压力变大5.轮箱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,物块相对于轮箱静止,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6.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10m/s2。则ω的最大值是(A.rad/s B.rad/sC.1.0rad/s D.5rad/s二、多项选择题7.如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.B的向心力是A的向心力的2倍B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍C.A、B都有沿半径向外滑动的趋势D.若B先滑动,则B对A的动摩擦因数μA小于盘对B的动摩擦因数μB8.图甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车,甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动,丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动,两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为R。下列说法正确的是()A.甲图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力B.乙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力C.丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,座椅一定给人向上的力D.丁图中,轨道车过最高点的最小速度为9.(2017·山东枣庄模拟)如图所示,水平转台上有一质量为m1的小物块,用长为l的细绳连接在通过转台中心的竖直转轴上;系统静止时,细线绷直但绳中拉力为零,细线与转轴间的夹角为θ,物块与转台间动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中()A.物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴B.转台对物块的支持力为零时,物块的角速度大小为C.转台对物块的支持力为零时转台对物块做的功为D.细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零三、非选择题10.如图所示,细绳一端系着质量m0=8kg的物体,静止在水平桌面上,另一端通过光滑小孔吊着质量m=2kg的物体,m0与圆孔的距离r=0.5m,已知m0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m0随转台绕中心轴转动,问转台角速度ω在什么范围时m会处于静止状态。(g取10m/s11.(2017·河南开封模拟)如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为l=0.60m的轻细绳,它的一端系住一质量为m的小球P,另一端固定在板上的O点。当平板的倾角固定为α时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s。若小球能保持在板面内做圆周运动,倾角α的值应在什么范围内?(重力加速度g取12.为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为l1=2m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为l2=m的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为h=0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=,g取10m/s(1)求小球初速度v0的大小;(2)求小球滑过C点时的速率vC;(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件。##考点规范练12圆周运动1.A解析P、Q两点都是绕地轴做匀速圆周运动,角速度相等,即ωP=ωQ,选项A对;根据圆周运动线速度v=ωR,P、Q两点到地轴的距离不等,即P、Q两点圆周运动线速度大小不等,选项B错;Q点到地轴的距离远,圆周运动半径大,线速度大,选项C错;P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用,重力只是万有引力的一个分力,选项D错。2.D解析A、B轮摩擦传动,故va=vb,ωaRA=ωbRB,所以ωa∶ωb=3∶2;B、C同轴,故ωb=ωc,,所以vb∶vc=3∶2,因此va∶vb∶vc=3∶3∶2,ωa∶ωb∶ωc=3∶2∶2,故A、B错误;转速之比等于角速度之比,故C错误;由a=ωv得aa∶ab∶ac=9∶6∶4,D正确。3.C解析设绳长为l,从水平位置到最低点,根据动能定理,mgl=mv2①,可得v=。已知lP<lQ,所以vP<vQ,A选项错误。因Ek=mv2,mP>mQ,又vP<vQ,动能大小不能确定,B选项错误。在最低点,拉力与重力的合力提供向心力,FTmg=m②,联立①②可得FT=3mg,只与质量有关,因为mP>mQ,所以FTP>FTQ,C选项正确。向心加速度a==2g,与质量和绳长均无关系,D4.C解析到达b点后,由于重力做功为零,小球的速度不变,半径将增大,然后根据v=ωR、a=分析解题。由于管道光滑,小球到达b点后,重力做功为零,速度大小保持不变,根据v=ωR可知角速度ω减小,根据a=可知向心加速度减小,根据F=ma可知小球对管道的压力减小,故只有C正确。5.D解析在B、D位置,物块受重力、支持力,在A、C位置,物块受重力、支持力和静摩擦力,故A错;物块做匀速圆周运动,任何位置的合外力都指向圆心,B错;从B运动到A,向心加速度斜向下,物块失重,从A运动到D,向心加速度斜向上,物块超重,C错、D对。6.C解析物体随圆盘做圆周运动,运动到最低点时最容易滑动,因此物体在最低点且刚好要发生滑动时的转动角速度为最大值,这时,根据牛顿第二定律有μmgcos30°mgsin30°=mrω2,求得ω=1.0rad/s,C项正确,A、B、D项错误。7.BC解析根据Fn=mrω2,因为两物块的角速度大小相等,转动半径相等,质量相等,则向心力相等,故A错误;对AB整体分析,FfB=2mrω2,对A分析,有FfA=mrω2,所以盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍,故B正确;A所受的静摩擦力方向指向圆心,可知A有沿半径向外滑动的趋势,B受到盘的静摩擦力方向指向圆心,有沿半径向外滑动的趋势,故C正确;对AB整体分析,μB2mg=2mr,解得ωB=,对A分析,μAmg=mr,解得ωA=,因为B先滑动,所以B先达到临界角速度,可知B的临界角速度较小,即μB<μA,故D错误。8.BC解析在题图甲中,当速度比较小时,根据牛顿第二定律有mgFN=m,即座椅给人施加向上的力,当速度比较大时,根据牛顿第二定律有mg+FN=m,即座椅给人施加向下的力,故A错误;在题图乙中,因为合力指向圆心,重力竖直向下,所以安全带给人一定是向上的力,故B正确;在题图丙中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,合力方向向上,重力竖直向下,则座椅给人的作用力一定竖直向上,故C正确;在题图丁中,由于轨道车有安全锁,可知轨道车在最高点的最小速度为零,故D错误。9.CD解析由题意可知,物体做加速圆周运动,所以开始时物体受到的摩擦力必定有一部分的分力沿轨迹的切线方向,故A错误;对物体受力分析知物块在离开圆盘前,指向轴线方向的合力有F=Ff+FTsinθ=m①FN+FTcosθ=mg②根据动能定理知W=Ek=mv2当弹力FT=0,r=lsinθ当FN=0,Ff=0,由①②知ω0=,所以当物块的角速度增大到时,物块与转台间恰好无相互作用;此时W=Ek=mv2=m(ω0lsinθ)2=,故B错误,C正确;由几何关系可知,物体在做圆周运动的过程中受到的绳子的拉力方向与物体运动的方向始终垂直,所以细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零,故D正确。10.解析设角速度的最小值为ω1,此时m0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,由牛顿第二定律得FTμm0g=m0r;设角速度的最大值为ω2,此时m0有背离圆心运动的趋势,其受到的最大静摩擦力沿半径指向圆心,由牛顿第二定律得FT'+μm0g=m0r,要使m静止,应有FT=FT'=mg,联立得ω1=1rad/s,ω2=3rad/s,则1rad/s≤ω≤3答案1rad/s≤ω≤3rad/s11.解析小球在倾斜平板上运动时受到绳子拉力、平板弹力、重力。在垂直平板方向上合力为0,重力在沿平板方向的分量为mgsinα小球在最高点时,由绳子的拉力和重力沿平板方向的分力的合力提供向心力,有FT+mgsinα=①研究小球从释放到最高点的过程,根据动能定理有mglsinα=②若恰好能通过最高点,则绳子拉力FT=0③联立①②③解得sinα=,解得α=30°故α的范围为0°≤α≤30°。答案0°≤α≤30°12.解析(1)小球做平抛运动到达A点,由平抛运动规律知,竖直方向有=2gh,即vy=3m/s,因为在A点的速度恰好沿AB方向,所以小球初速度v0=vytan30°=(2)从水平