高考物理復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力第3講圓周運(yùn)動(dòng)模擬新人教版.docx

圓周運(yùn)動(dòng)1(2016全國(guó)卷)小球P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短。將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示。將兩球由靜止釋放。在各自軌跡的最低點(diǎn)(C)AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能CP球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度解析小球從釋放到最低點(diǎn)的過程中，只有重力做功，由機(jī)械能守恒定律可得，mgLmv2，v，繩長(zhǎng)L越長(zhǎng)，小球到最低點(diǎn)時(shí)的速度越大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，由Ekmv2可知，不能確定兩球動(dòng)能的大小關(guān)系，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)mgm，求得F3mg，由于P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，因此C項(xiàng)正確；由a2g可知，兩球在最低點(diǎn)的向心加速度相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2(多選)(2016浙江理綜)如圖所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)“梨形”賽道，兩個(gè)彎道分別為半徑R90m的大圓弧和r40m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O距離L100m。賽車沿彎道路線行駛時(shí)，路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍。假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。要使賽車不打滑，繞賽道一圈時(shí)間最短(發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大，重力加速度g10m/s2，3.14)，則賽車(AB)A在繞過小圓弧彎道后加速B在大圓弧彎道上的速率為45 m/sC在直道上的加速度大小為5.63 m/s2D通過小圓弧彎道的時(shí)間為5.85 s解析因賽車在圓弧彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由向心力公式得Fm，則在大小圓弧彎道上的運(yùn)動(dòng)速率分別為v大45m/s，v小30m/s，可知賽車在繞過小圓弧彎道后做加速運(yùn)動(dòng)，則A、B項(xiàng)正確；由幾何關(guān)系得直道長(zhǎng)度為d50m，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vv2ad，得賽車在直道上的加速度大小為a6.50m/s2，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；賽車在小圓弧彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2.79s，則D項(xiàng)錯(cuò)誤。3(多選)(2015浙江理綜)如圖所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)水平“U”形彎道，轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點(diǎn)的半圓，內(nèi)外半徑分別為r和2r。一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達(dá)AB線，有如圖所示的、三條路線，其中路線是以O(shè)為圓心的半圓，OOr。賽車沿圓弧路線行駛時(shí)，路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力為Fmax。選擇路線，賽車以不打滑的最大速率通過彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變，發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大)，則(ACD)A選擇路線，賽車經(jīng)過的路程最短B選擇路線，賽車的速率最小C選擇路線，賽車所用時(shí)間最短D、三條路線的圓弧上，賽車的向心加速度大小相等解析路線的路程為s12r2r2rr，路線的路程為s22r22r2r2r，路線的路程為s32r，故選擇路線，賽車經(jīng)過的路程最短，A正確；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中賽車以不打滑的最大速率通過彎道，即最大徑向靜摩擦力充當(dāng)向心力，所以有Fmaxma，所以運(yùn)動(dòng)的相對(duì)加速度相同，根據(jù)公式Fmaxm可得v，即半徑越大，速度越大，路線的速率最小，B錯(cuò)誤，D正確；因?yàn)閟1s3s2，v1v3v2，結(jié)合v，根據(jù)公式t可得選擇路線，賽車所用時(shí)間最短，C正確。4(2015天津理綜)未來的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力。為達(dá)到上述目的，下列說法正確的是(B)A旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小解析旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，受到的旋轉(zhuǎn)艙的支持力提供其圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，且等于重力，所以FNm2rmg，所以有g(shù)2r，與宇航員的質(zhì)量無關(guān)；旋轉(zhuǎn)艙的半徑r越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小，故B項(xiàng)正確。5(多選)(2017江西省豐城中學(xué)月考)如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，用長(zhǎng)為l的輕質(zhì)細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細(xì)繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為，此時(shí)繩繃直但無張力，物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，加速度為g，則(BD)A當(dāng)時(shí)，物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力為零 B當(dāng)時(shí)，細(xì)線中張力為零C當(dāng)時(shí)，細(xì)線的張力為D當(dāng)時(shí)，細(xì)繩的拉力大小為解析當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度比較小時(shí)，物塊只受重力、支持力和摩擦力，當(dāng)細(xì)繩恰好要產(chǎn)生拉力時(shí)：mgm(lsin)，解得1，由于，所以當(dāng)時(shí)，細(xì)線中張力為零，故B正確；隨速度的增大，細(xì)繩上的拉力增大，當(dāng)物塊恰好要離開轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，物塊受到重力和細(xì)繩的拉力的作用，則：mgtanm(lsin)解得：1，由于12，所以當(dāng)時(shí)，物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力不為零，故A錯(cuò)誤；由于12，由牛頓第二定律