專題練習12圓周運動的基本規(guī)律及應用

1、專題練習（十二）圓周運動的基本規(guī)律及應用1如圖是摩托車比賽轉彎時的情形，轉彎處路面常是外高內低，摩托車轉彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動.對于摩托車滑動的問題， 下列論述正確的是（）A .摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B .摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D 摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去解析！當摩托車圻畫外力的書力怡好提供所需的向心力時，摩托車做勻速圈周運動，當摩 托車所受外力的合力小于所需的向心力時，摩托車將做離心運動，因摩擦力的存在，摩托車 圖周運勁的半徨變尢，但不會沿半徨方向沿吏幾滑出，也不會沿錢速摩方向沿直繩滑出

2、，故 B正確,G D錯論 摩托車做離心運勁 并不是受離心力作用，A轄渥答案：B2如圖所示，物塊P置于水平轉盤上隨轉盤一起運動,F列說法正確的是（A .當轉盤勻速轉動時,P受摩擦力方向為a方向B .當轉盤加速轉動時,P受摩擦力方向可能為C.當轉盤加速轉動時,P受摩擦力方向可能為b方向c方向D .當轉盤減速轉動時,P受摩擦力方向可能為d方向解析：圓周運動，向心方向一定受力.勻速轉動，切向方向不受力.變速轉動，切向方向一定受力.加速沿a方向，減速沿a反方向.摩擦力即為向心方向和切向方向上的力的合力.由 此可判斷B、D正確.答案：BD3如圖所示，傾斜放置的圓盤繞著中軸勻速轉動， 圓盤的傾角為37在距轉

3、動中心r = 0.1 m 處放一個小木塊，小木塊跟隨圓盤一起轉動， 小木塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)為 卩=0.8,假設 木塊與圓盤的最大靜摩擦力與相同條件下的滑動摩擦力相同.若要保持小木塊不相對圓盤滑動，圓盤轉動的角速度最大不能超過（）A . 2 rad/sB. 8 rad/sC. 124 rad/sD. _60 rad/s解析：只要小木塊轉過最低點時不發(fā)生相對滑動就能始終不發(fā)生相對滑動,設其經過最低點時所受靜摩擦力為 Ff，由牛頓第二定律有 Ff mgsin 0= mw2r（式）：為保證不發(fā)生相對滑動需要滿足F0卩mgos 0式）.聯(lián)立解得2 rad/s，選項A正確.答案：A4長度不同的兩根細繩

4、懸于同一點，另一端各系一個質量相同的小球，使它 們在同一水平面內做圓錐擺運動，如圖所示，則有關兩個圓錐擺的物理量相同的是（）A .周期B .線速度的大小C.向心力D .繩的拉力解析：設0到小球所在水平面的距離為h,對球進行受力分析如圖所示，得F4 n：4 nh向=F合=mgtan a= myhtan a,解得T=，故周期與 a角無關，則選 項A對，B、C錯.又知F拉=衛(wèi)/，故繩的拉力不同，選項D錯.cos a答案：A5有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側壁，做勻速圓周運動.圖中有兩位駕駛摩托車的雜技演員A、B,他們離地面的高度分別為 hA和hB,且A . A摩托

5、車對側壁的壓力較大B . A摩托車做圓周運動的向心力較大C. A摩托車做圓周運動的周期較小D . A摩托車做圓周運動的線速度較大解析：以摩托車為研究對象受力分析如圖所示，則有FnSin 0= mg, FnCOS 0=2vmR=mR罕2因側壁與地面之間的夾角0與h無關，故壓力Fn不變，向心力不變，h越高，R越大，則T越大，v變大.答案：D6在軌道上穩(wěn)定運行的空間站中，有如圖所示的裝置，半徑分別為r和R（Rr）的甲、乙兩個光滑的圓形軌道在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道 CD相連，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是（

6、）A .小球在CD間由于摩擦力而做減速運動B .小球經過甲軌道最高點時比經過乙軌道最高點時速度大C.如果減小小球的初速度，小球有可能不能到達乙軌道的最高點D 小球經過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經過乙軌道最高點時對軌道的壓力解析：在軌道上穩(wěn)定運行的空間站中，處于完全失重狀態(tài).小球在CD間對接觸面壓力為零,所受摩擦力為零，小球做勻速率運動.小球在甲、乙兩個光滑的圓形軌道內運動，速度相等,2mv軌道支持力提供向心力，由F = 可知，小球經過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經過乙軌道最高點時對軌道的壓力，選項D正確.答案：D7.（2013上海檢測）某機器內有兩個圍繞各自的固定軸勻速轉動的鋁盤A、B,

7、 A盤固定一個信號發(fā)射裝置P,能持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線， P到圓心的距離為 28 cm.B盤上固定一個 帶窗口的紅外線信號接收裝置 Q, Q到圓心的距離為16 cm.P、Q轉動的線速度相同，都是4 n m/當P、Q正對時，P發(fā)出的紅外線恰好進入 Q的接收窗口，如圖所示，貝UQ每隔一定時間就能接收到紅外線信號，這個時間的最小值應為（）B. 0.28 sD. 0.07 sA. 0.56 sC. 0.16 s解析：P轉動的周期Tp= 0.14 s, Q轉動的周期Tq= 0.08 s,設這個時間的最小值為t, t必須是二者周期的最小公倍數(shù)，解得t= 0.56 s,選項A正確.答案：A& （2013廣

8、西三校聯(lián)考）如圖所示，一圓盤可繞通過其中心且垂直于盤面的豎直軸轉 動，盤上距中心r處放置一個質量為 m的物體，物體與盤面間滑動摩擦因數(shù)為重力加速度為g.段時間內觀察到圓盤以角速度運動.這段時間內（）A .物體受到圓盤對它的摩擦力，大小一定為B .物體受到圓盤對它的摩擦力，大小一定為C.物體受到圓盤對它的摩擦力，大小可能小于D .物體受到圓盤對它的摩擦力，大小可能小于3做勻速轉動，物體隨圓盤一起（相對靜止）卩mg方向與物體線速度方向相同m3 r，方向指向圓盤中心卩mg方向指向圓盤中心2m3 r，方向背離圓盤中心解析；由于質量為筑的物體不一定可以視為質點，所以物體受剩圓盤對它的摩擦力，大小 可能尢

9、于 Mh方向指向圓盤中心，遠項良D蠟論 由于物體隨圖盤一趙湘對靜止涯動, 物體受劃圖盤對它的摩擦力，丸小可能小于沁，方向指向圓盤中心，選項C正確，A蠟 誤.答案：C9. （2011安徽高考）一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替.如圖（a）所示，曲線上 A點的曲率圓定義為：通過 A點和曲線上緊鄰 A點兩側的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做 A 點的曲率圓，其半徑 p叫做A點的曲率半徑.現(xiàn)將一物體沿與水平面成a角的方向以速度V0拋出，如圖（b）所示.則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是（）2V0A. 72 2V0COS a

10、c. g2 . 2 vosin a B.g2 2 D voCOS a gsin a解析：物體在最高點時速度沿水平方向，曲率圓的P點可看作該點對應的豎直平面內圓周2 2 2mvv fvocos a運動的最高點，由牛頓第二定律及圓周運動規(guī)律知：mg=，解得 尸-= g=pgg2 2voCOS ag .答案：c10. （2012上海高考）圖a為測量分子速率分布的裝置示意圖圓筒繞其中心勻速轉動，側面開有狹縫N，內側貼有記錄薄膜，M為正對狹縫的位置從原子爐R中射出的銀原子蒸汽(Rib穿過屏上S縫后進入狹縫 N,在圓筒轉動半個周期的時間內相繼到達并沉積在薄膜上.展開A.到達M附近的銀原子速率較大B.到達Q

11、附近的銀原子速率較大C.位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率D.位于PQ區(qū)間的分子白分率小于位于NP區(qū)間的分子百分率解析：到達M附近的銀原子速率較大，到達 Q附近的銀原子數(shù)目最多，選項 A正確，B錯誤；位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于 NP區(qū)間的分子百分率，選項 C正確，D錯誤.答案：AC11. 某實驗中學的學習小組在進行科學探測時，一位同學利用繩索順利跨越了一道山澗，他先用繩索做了一個單擺（秋千），通過擺動，使自身獲得足夠速度后再平拋到山澗對面，如圖 所示，若他的質量是 M，所用繩長為L,在擺到最低點 B處時的速度為v，離地高度為h, 當?shù)刂亓铀俣葹?g,求：(1) 他用的

12、繩子能承受的最大拉力；(2) 這道山澗的寬度不超過多大.解析：(1)該同學在B處，由牛頓第二定律得:(2)對該同學做平拋運動的過程由運動學公式得；水平方向癇*尸弗 豎宜方向有；乎，即址遒山澗的寬度不餐過乎答案，解得I X7712. “太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材做該項運動時，健身者半馬 步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動球拍時，球卻不會掉落地上現(xiàn)將太極球簡化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內始終不脫離板而做勻速圓周運動，且在運動到圖中的 A、B、C、D位置時球與板間無相對運動趨勢.A為圓周的B、D與圓心0等高.設球的重力為 1 N，不計拍的重力.求:(1) 健身者在C處所需施加的力比在 A處大多少？(2) 設在A處時健身者需施加的力為F，當球運動到B、D位置時，板與水平方向需有一定的夾角請作出tan 0-F的關系圖象.taji 0012 3 4 F/ N解析：(1)設球運動的線速度