必修2第四章第三節(jié)知能演練強化闖關(guān)

1、1(2012清華附中檢測)如圖4313所示，洗衣機的脫水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中錯誤的是( ) 圖4313a脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的b水會從桶中甩出是因為水滴受到向心力很大的緣故c加快脫水桶轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好d靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好答案：b2(2012廣東高三調(diào)研)如圖4314所示，a、b是兩個摩擦傳動輪，兩輪半徑大小關(guān)系為ra2rb，則兩輪邊緣上的( )圖4314a角速度之比ab21b周期之比tatb12c轉(zhuǎn)速之比nanb12d向心加速度之比aaab21解析：選c.因為沒有相對滑動，a、b兩輪邊緣上的線速度相等，a不準確.，b不準確.，c準

2、確向心加速度，d不準確3冰面對溜冰運動員的最大靜摩擦力為運動員重力的k倍，則運動員在水平冰面上做半徑為r的圓周運動，其安全速度為( )avk bvcv dv 解析：選b.運動員所需向心力由摩擦力提供，則摩擦力達到最大值時，其速度也最大，則kmgm，得vm，安全速度v，b準確4如圖4315所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，管道內(nèi)側(cè)壁半徑為r，小球半徑為r，則下列說法中準確的是( ) 圖4315a小球通過最高點時的最小速度vminb小球通過最高點時的最小速度vmin0c小球在水平線ab以下的管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力d小球在水平線ab以上的管道中運動時，外側(cè)管壁對小球一

3、定有作用力答案：bc5長l0.5 m質(zhì)量可忽略的細桿，其一端可繞o點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，另一端固定著一個物體a.a的質(zhì)量為m2 kg，當a通過最高點時，如圖4316所示，求在下列兩種情況下桿對小球的作用力：圖4316(1)a在最低點的速率為 m/s；(2)a在最低點的速率為6 m/s.解析：對物體a由最低點到最高點過程，由機械能守恒定律得mv2mg2lmv假設細桿對a的彈力f向下，則a的受力圖如圖所示以a為研究對象，在最高點有mgfm，所以fm.(1)當v0 m/s時，由式得v1 m/s，f2n16 n，負值說明f的實際方向與假設的向下的方向相反，即桿給a向上的16 n的支持力(2)當v06 m

4、/s時，由式得v4 m/s，f2n44 n，正值說明桿對a施加的是向下的44 n的拉力答案：(1)16 n 向上 (2)44 n 向下一、選擇題1(2012包頭模擬)如圖4317所示的齒輪傳運裝置中，主動輪的齒數(shù)z124，從動輪的齒數(shù)z28，當主動輪以角速度順時針轉(zhuǎn)動時，從動輪的運動情況是( ) 圖4317a順時針轉(zhuǎn)動，周期為2/(3)b逆時針轉(zhuǎn)動，周期為2/(3)c順時針轉(zhuǎn)動，周期為6/d逆時針轉(zhuǎn)動，周期為6/解析：選b.主動輪順時針轉(zhuǎn)動，從動輪逆時針轉(zhuǎn)動，兩輪邊緣的線速度相等，由齒數(shù)關(guān)系知主動輪轉(zhuǎn)一周時，從動輪轉(zhuǎn)三周，故t從，b準確2如圖4318所示，物塊在水平圓盤上，與圓盤一起繞固定軸勻

5、速轉(zhuǎn)動，下列說法中準確的是( ) 圖4318a物塊處于平衡狀態(tài)b物塊受三個力作用c在角速度一定時，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠，物塊越不容易脫離圓盤d在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時，物塊運動周期越小，越不容易脫離圓盤解析：選b.對物塊受力分析可知，物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個力作用，合力提供向心力，a錯，b正確根據(jù)向心力公式fmr2可知，當一定時，半徑越大，所需的向心力越大，越容易脫離圓盤；根據(jù)向心力公式fmr2可知，當物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時，周期越小，所需向心力越大，越容易脫離圓盤，c、d錯誤3如圖4319所示，長為l的細繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球給小球一個合適

6、的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺，設細繩與豎直方向的夾角為.下列說法中正確的是() 圖4319a小球受重力、繩的拉力和向心力作用b小球做圓周運動的半徑為lc越大，小球運動的速度越大d越大，小球運動的周期越大解析：選c.小球只受重力和繩的拉力作用，合力大小為fmgtan，半徑為rlsin，a、b均錯；小球做圓周運動的向心力是由重力和繩的拉力的合力提供的，則mgtanm，得到vsin ，越大，小球運動的速度越大，c對；周期t2，越大，小球運動的周期越小，d錯4一個光滑的水平軌道ab，與一光滑的圓形軌道bcd相接，其中圓軌道在豎直平面內(nèi)，d為最高點，b為最低點，半徑

7、為r.一質(zhì)量為m的小球以初速度v0沿ab運動，恰能通過最高點，則()am越大，v0值越大br越大，v0值越大cv0值與m、r無關(guān)dm與r同時增大，有可能使v0不變解析：選b.小球恰能到最高點，此時重力提供向心力，mgm，即v，從a運動到d，利用動能定理得：mv2mv2mgr，解之得：v0，所以b正確5(2012武漢模擬)如圖4320所示，oo為豎直軸，mn為固定在oo上的水平光滑桿，有兩個質(zhì)量相同的金屬球a、b套在水平桿上，ac和bc為抗拉能力相同的兩根細線，c端固定在轉(zhuǎn)軸oo上當細繩拉直時，a、b兩球轉(zhuǎn)動半徑之比恒為21，當轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時() 圖4320aac先斷 bbc先斷c兩線同

8、時斷 d不能確定哪根線先斷答案：a6如圖4321所示，質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿p插入桌面上的小孔中，桿的另一端套有一個質(zhì)量為m的小球，今使小球在水平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運動，且角速度為，則桿的上端受到小球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮?) 圖4321am2rbmcmd條件不足，不能確定解析：選b.對小球進行受力分析，小球受重力和桿對小球的作用力，合力提供向心力，由題意知，小球所受合力在水平方向，合力大小為m2r，即重力和桿對球的作用力的合力在水平方向，大小為m2r，根據(jù)力的合成得fm.7(2012蘭州模擬)上海磁懸浮線路的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達到8000 m，近距離用肉眼看幾乎是一條直線，而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達到

9、1300 m一個質(zhì)量為50 kg的乘客坐在車上以360 km/h不變速率隨車駛過半徑2500 m彎道，下列說法正確的是()a乘客受到的向心力大小約為200 nb乘客受到來自車廂的力大小約為200 nc乘客受到來自車廂的力大小約為539 nd彎道半徑設計特別長可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時更舒適答案：acd8(2012張家界模擬)如圖4322所示，在傾角為30的光滑斜面上，有一根長為l0.8 m的細繩，一端固定在o點，另一端系一質(zhì)量為m0.2 kg的小球，小球沿斜面做圓周運動，若要小球能通過最高點a，則小球在最低點b的最小速度是() 圖4322a2 m/s b2 m/sc2 m/s d2 m/s解析：選c.

10、小球通過最高點的最小速度為va 2 m/s，在b點的最小速度vb滿足mvmv2mglsin，解得vb2 m/s.9用一根細線一端系一小球(可視為質(zhì)點)，另一端固定在一光滑錐頂上，如圖4323所示，設小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動的角速度為，細線的張力為ft，則ft隨2變化的圖象是下圖中的()圖4323圖4324解析：選c.小球角速度較小，未離開錐面時，如圖所示設細線的張力為ft，線的長度為l，錐面對小球的支持力為fn，則有ft cosfn sinmg，ft sinfncosm2lsin，可得出：ftmgcosm2lsin2，可見隨由0開始增加，ft由mgcos開始隨2的增大線性增大，當角速度增大

11、到小球飄離錐面時，ftsinm2lsin2，得ftm2l，可見ft隨2的增大仍線性增大，但圖線斜率增大了，綜上所述，只有c項正確10如圖4325所示光滑管形圓軌道半徑為r(管徑遠小于r)，小球a、b大小相同，質(zhì)量均為m，其直徑略小于管徑，能在管中無摩擦運動兩球先后以相同速度v通過軌道最低點，且當小球a在最低點時，小球b在最高點，以下說法正確的是() 圖4325a當小球b在最高點對軌道無壓力時，小球a比小球b所需向心力大5mgb當v時，小球b在軌道最高點對軌道無壓力c速度v至少為，才能使兩球在管內(nèi)做圓周運動d只要v，小球a對軌道最低點的壓力比小球b對軌道最高點的壓力都大6mg解析：選bd.小球在

12、最高點恰好對軌道沒有壓力時，小球b所受重力充當向心力，mgm v0，小球從最高點運動到最低點過程中，只有重力做功，小球的機械能守恒，2mgrmvmv2，解以上兩式可得：v，b項正確；小球在最低點時，f向m 5mg，在最高點和最低點所需向心力的差為4 mg，a項錯；小球在最高點，內(nèi)管對小球的支持力與重力的合力可以提供向心力，所以小球通過最高點的最小速度為零，再由機械能守恒定律可知，2mgrmv2，解得v2，c項錯；當v時，小球在最低點所受軌道壓力f1mg，由最低點運動到最高點，2mgrmvmv2，小球所受軌道壓力f2mg，f25mg，f1f26 mg，再根據(jù)牛頓第三定律，可見小球a對軌道最低點壓

13、力比小球b對軌道最高點壓力都大6mg，d項正確二、非選擇題11(2010高考重慶卷)小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動當球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖4326所示已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為d，重力加速度為g.忽略手的運動半徑和空氣阻力圖4326(1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2.(2)問繩能承受的最大拉力多大？解析：(1)設繩斷后球飛行時間為t，由平拋運動規(guī)律，豎直方向ddgt2，水平方向dv1t聯(lián)立解得v1由機械能守恒定律，有mvmvmg解得v2 .(2)設繩能承受的最大拉力大小為ft，這也是球受到繩的最大拉力大小球做圓周運動的半徑為rd由圓周運動向心力公式，在其圓周運動的最低點，有ftmg聯(lián)立解得ftmg由牛頓第三定律知繩能承受的最大拉力為mg.答案：見解析12(2012宣城模擬)如圖4327甲所示，在同一豎直平面內(nèi)的兩條正對著的相同半圓形的光滑軌道，相隔一定的距離，虛線沿豎直方向，一小球能在其間運動，今在最高點與最低點各放一個壓力傳感器，測試小球?qū)壍赖膲毫?，并通過計算機顯示出來，當軌道距離變化時，測得兩點壓力差與距離x的圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，不計空氣阻力求：圖4327(1)小球的