浙江專用2017版高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章曲線運(yùn)動(dòng)2圓周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練2.docx

第2講圓周運(yùn)動(dòng)題組一描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法中不正確的是()A相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等B相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等C相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相等D相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等解析勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，因此在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)路程相等，弧長(zhǎng)相等，轉(zhuǎn)過(guò)的角度也相等，故選項(xiàng)A、B、D正確；相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移方向不同，由于位移是矢量，因此位移不相等，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案C2.皮帶傳動(dòng)裝置如圖所示，兩輪的半徑不相等，傳動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑。關(guān)于兩輪邊緣上的點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是 ()A周期相同 B角速度相等C線速度大小相等 D向心加速度相等解析皮帶不打滑時(shí)，皮帶上各點(diǎn)的線速度大小相等，同軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角速度相等，C正確。答案C3甲、乙兩物體均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為乙的一半，當(dāng)甲轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)，乙在這段時(shí)間里正好轉(zhuǎn)過(guò)45，則甲、乙兩物體的線速度之比為()A14 B23 C49 D916解析由題意知甲、乙兩物體的角速度之比12604543，2r1r2，故兩物體的線速度之比v1v21r12r223，B項(xiàng)正確。答案B4. 如圖所示，一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為r的水平圓盤上放著兩個(gè)木塊M和N，木塊M放在圓盤的邊緣處，木塊N放在離圓心r的地方，它們都隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)。比較兩木塊的線速度和角速度，下列說(shuō)法中正確的是 ()A兩木塊的線速度相等B兩木塊的角速度一定不相等CM的線速度是N的線速度的3倍DM的角速度是N的角速度的3倍解析由傳動(dòng)裝置特點(diǎn)知，M、N兩木塊有相同的角速度，又由vr知，因rNr，rMr，故木塊M的線速度是木塊N線速度的3倍，選項(xiàng)C正確。答案C5.如圖所示，由于地球的自轉(zhuǎn)，地球表面上P、O兩物體均繞地球自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)于P、O兩物體的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()AP、O兩點(diǎn)的角速度大小相等BP、O兩點(diǎn)的線速度大小相等C同一物體在O點(diǎn)的向心加速度比在P點(diǎn)的向心加速度小D放在P、O兩處的物體均只受重力和支持力兩個(gè)力作用解析同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不同點(diǎn)角速度相等，A正確；P、O兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，根據(jù)vr可知，兩點(diǎn)的線速度大小不同，B錯(cuò)誤；根據(jù)a2r可知，同一物體在O點(diǎn)的向心加速度比在P點(diǎn)的向心加速度大，C錯(cuò)誤；放在P、O兩處的物體均只受萬(wàn)有引力和支持力兩個(gè)力的作用，D錯(cuò)誤。答案A題組二向心加速度、向心力6.如圖為A、B兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度a的大小隨半徑r變化的圖象，其中A為雙曲線的一個(gè)分支，由圖可知 ()AA物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變BA物體運(yùn)動(dòng)的角速度不變CB物體運(yùn)動(dòng)的角速度變大DB物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變解析由a知，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度大小不變時(shí)，向心加速度與半徑成反比，故A正確，B錯(cuò)誤；由a2r知，角速度不變時(shí)，向心加速度與半徑成正比，故C、D錯(cuò)誤。答案A7. 如圖所示，質(zhì)量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的距離之比是23，圓盤繞圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩物體相對(duì)圓盤靜止，a、b兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比是()A11 B32 C23 D94解析a、b隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，由Fm2r知向心力正比于半徑，C正確。答案C8.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊從半徑為R的半球形碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過(guò)程中，如果由于摩擦力的作用使木塊的速率不變，那么 ()A加速度為零B加速度恒定C加速度大小不變，方向時(shí)刻改變，但不一定指向圓心D加速度大小不變，方向時(shí)刻指向圓心解析木塊做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度大小不變，但方向時(shí)刻指向圓心，加速度時(shí)刻改變，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D9.如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物體緊貼在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列關(guān)系中正確的有 ()A線速度vAvBB運(yùn)動(dòng)周期TATBC它們受到的摩擦力FfAFfBD筒壁對(duì)它們的彈力FNAFNB解析由于兩物體角速度相等，而rArB，所以vArAvBrB，A項(xiàng)錯(cuò)；由于相等，則T相等，B項(xiàng)錯(cuò)；因豎直方向受力平衡，F(xiàn)fmg，所以FfAFfB，C項(xiàng)錯(cuò)；彈力等于向心力，故FNAmrA2FNBmrB2，D項(xiàng)對(duì)。答案D10.如圖所示為空間站中模擬地球上重力的裝置，環(huán)形實(shí)驗(yàn)裝置的外側(cè)壁相當(dāng)于“地板”，讓環(huán)形實(shí)驗(yàn)裝置繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，能使“地板”上可視為質(zhì)點(diǎn)的物體與地球表面處有同樣的“重力”，則旋轉(zhuǎn)角速度應(yīng)為(地球表面重力加速度為g，裝置的外半徑為R) ()A. B. C2 D.解析物體隨同環(huán)形裝置做圓周運(yùn)動(dòng)，“重力”提供向心力，可得mgm2R，解得，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A11.(2016上海金山月考)有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿光滑圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛，在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h。如果增大高度h，則下列關(guān)于摩托車說(shuō)法正確的是()A對(duì)側(cè)壁的壓力FN增大B做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T不變C做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F增大D做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度增大解析摩托車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是重力mg和支持力FN的合力，作出受力分析圖。設(shè)圓臺(tái)側(cè)壁與豎直方向的夾角為，側(cè)壁對(duì)摩托車的支持力FN不變，則摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力不變，故A錯(cuò)誤；向心力F，m、不變，故向心力大小不變，C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得Fmr，h越高，r越大，F(xiàn)不變，則T越大，故B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得Fm，h越高，r越大，F(xiàn)不變，則v越大，故D正確。答案D12如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R0.5 m，離水平地面的高度H0.8 m，物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小s0.4 m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0；(2)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。解析(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有Hgt2水平方向有sv0t聯(lián)立兩式得：v0s1 m/s(2)物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有mgm聯(lián)立得0.2答案(1)1 m/s(2)0.213(20152016諸暨市第一學(xué)期期末)“水上樂(lè)園”中有一巨大的水平轉(zhuǎn)盤，人在其上隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，給游客帶來(lái)無(wú)窮樂(lè)趣。如圖所示，轉(zhuǎn)盤的半徑為R，離水平面的高度為H，可視為質(zhì)點(diǎn)的游客的質(zhì)量為m1，現(xiàn)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，游客在轉(zhuǎn)盤邊緣保持相對(duì)靜止，不計(jì)空氣阻力。(1)求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期；(2)求游客受到摩擦力的大小和方向；(3)若轉(zhuǎn)盤突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，求游客落水點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的水平距離。解析(1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期：T(2)游客受到摩擦力的大?。篎fm2R游客受到摩擦力的方向：沿半徑方向指向圓心O。(3)游客轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的線速度，即平拋運(yùn)動(dòng)的初速度：vR游客落水的時(shí)間：t游客做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移：xR游客落水點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離：sR答案(1)(2)m2R沿半徑方向指向圓心O(3)R題組三生活中的圓周運(yùn)動(dòng)14一輛載重卡車，在丘陵地上以不變的速率行駛，地形如圖所示。由于輪胎已舊，途中爆了胎。你認(rèn)為在圖中A、B、C、D四處中，爆胎的可能性最大的一處是()AA處 BB處 CC處 DD處解析在A處，地面對(duì)輪胎的作用力大小等于卡車的重力；在B處，卡車做圓周運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向上，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得知，卡車處于超重狀態(tài)，地面對(duì)卡車的作用力大于其重力；在C處，卡車做圓周運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向下，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得知，卡車處于失重狀態(tài)，地面對(duì)卡車的作用力小于其重力；在D處，地面對(duì)卡車的作用力等于重力垂直于斜面向下的分力，也小于重力。故可知，在B處，卡車受到地面的作用力最大，最容易爆胎，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B15(20152016諸暨市第一學(xué)期期末)如圖所示，拱形橋的半徑為40 m，質(zhì)量為1.0103 kg的汽車行駛到橋頂時(shí)的速度為10 m/s，假設(shè)重力加速度為10 m/s2，則此時(shí)汽車對(duì)橋的壓力為()A1.0104 N B7.5103 NC5.0103 N D2.5103 N答案B16游客乘坐過(guò)山車，在圓弧軌道最低點(diǎn)處獲得的向心加速度達(dá)到20 m/s2，g取10 m/s2。那么此位置座椅對(duì)游客的作用力相當(dāng)于游客重力的()A1倍 B2倍 C3倍 D4倍解析游客乘過(guò)山車在圓弧軌道最低點(diǎn)的受力如圖所示。由牛頓第二定律得FNmgman，則FNmg2mg3mg，即3。答案C17在高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108 km/h。汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍。(1)如果汽車在這種高速公路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？(2)如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱形立交橋，要使汽車能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過(guò)圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱形立交橋的半徑至少是多少？(取g10 m/s2)解析(1)汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由車與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，由向心力公式可知這時(shí)的半徑最小，有Fmax0.6mgm，由速度v108 km/h30 m/s得，彎道半徑rmin150 m。(2)汽車過(guò)圓弧拱橋，可看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有mgFNm。為了保證安全通過(guò)，車與路面間的彈力FN必須大于等于零，有mgm，則R90 m。答案(1)150 m(2)90 m18.一輛質(zhì)量m2 t的轎車，駛過(guò)半徑R90 m的一段凸形橋面，g取10 m/s2，求：(1)轎車以10 m/s的速度通過(guò)橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面的壓力是多大？(2)在最高點(diǎn)對(duì)橋面的壓力等于轎車重力的一半時(shí)，車的速度大小是多少？