黑龍江省大慶市喇中2015年高考物理考前拔高看題圓周運動實例分析

1、 05高考考前拔高物理看題圓周運動實例分析1、如圖所示，有一長為L的細線，細線的一端固定在O點，另一端拴一質量為m的小球，現(xiàn)使小球恰好能在豎直面內做完整的圓周運動。已知水平地面上的C點位于O點正下方，且到O點的距離為1.9L。不計空氣阻力。求： （1）小球通過最高點A時的速度vA （2）小球通過最低點B時，細線對小球的拉力T （3）若小球運動到最低點B時細線恰好斷裂，小球落地點到C點的距離。答案（1）（2）T6mg（3）2、一部機器由電動機帶動，機器皮帶輪的半徑是電動機皮帶輪半徑的3倍（如圖），皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動。已知機器皮帶輪邊緣上一點的向心加速度為0.10 m/s2。 (1) 電動機

2、皮帶輪與機器皮帶輪的角速度之比； (2) 機器皮帶輪上A點到轉軸的距離為輪半徑的一半，A點的向心加速度是多少?答案（1）兩輪邊緣的線速度大小相等，由得（2）A點和機器皮帶輪邊緣上一點的角速度相同，由得3、如圖所示，是馬戲團中上演的飛車節(jié)目，在豎直平面內有半徑為R的圓軌道。表演者騎著摩托車在圓軌道內做圓周運動。已知人和摩托車的總質量為m，人以v1的速度過軌道最高點B，并以v2v1的速度過最低點A。求在A、B兩點軌道對摩托車的壓力大小相差多少？答案4、鐵路在彎道處的內外軌道高度是不同的，如圖2所示，已知內外軌道平面對水平面傾角為，彎道處的圓弧半徑為R，則質量為m的火車在該彎道處轉彎時A若火車行駛速

3、度等于,則內外軌道均不受擠壓( Y0 b' Z3 F3 g. M: B若火車行駛速度太小,內軌對內側車輪輪緣有擠壓' " G, Q9 d# g4 ; G2 - Z* hC若火車行駛速度太小,外軌對外側車輪輪緣有擠壓 ! a. O! e1 Z, g( W) D3 S6 JD若火車行駛速度等于,這時鐵軌對火車的支持力等于& b4 I" , V0 h+ 9 A. N答案 ABD5、如圖所示，B、C兩輪同軸，RARC2RB，若皮帶與輪間無滑動，皮帶輪勻速轉動時求： （1）A、B、C三輪邊緣的線速度之比為？ （2）A、B、C三輪的角速度之比？ （3）A、B、C

4、三輪的周期之比？答案 (1)2:1:1  (2) 1:1:2  (3)2:2:16、如圖所示，支架質量為4m，放置在粗糙水平地面上，轉軸O處有一長為L的輕桿，桿的另一端固定一個質量為m的小球?，F(xiàn)使小球在豎直平面內做勻速圓周運動，支架始終保持靜止。若小球達到最低點時支架對地面的壓力為6mg,求： （1）小球在豎直平面內做勻速圓周運動的線速度是多大？ （2）小球經過最高點時支架對地面的壓力為多大？答案解析(1)在最低點：對支架受力分析可得：對小球受力分析：得：(2)在最高點：對小球受力分析：對支架受力分析可得：得：7、公路上的拱形橋是常見的，汽車過橋時的運動也可以看做圓周運動。

5、質量為m的汽車在拱形橋上以速度v前進(如圖一)，設橋面的圓弧半徑為R，此地的重力加速度為g，試求汽車通過橋的最高點時對橋的壓力是多大？地球可以看做一個巨大的拱型橋(如圖二)，橋面的半徑就是地球半徑R =" 6400" km。地面上有一輛汽車在行駛，會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，汽車將離開地面？如果會請計算出這個速度？（g =" 10" m/s2）答案 汽車通過橋的最高點時受支持力FN對汽車有 -（3分） -（2分）汽車通過橋的最高點時對橋的壓力是 大?。?#160;-（1分）汽車的速度大到一定程度，即將離開地面時

6、 -（2分） -（2分）-（2分）（其它方法正確也給滿分）8、無級變速是在變速范圍內任意連續(xù)地變換速度，性能優(yōu)于傳統(tǒng)的擋位變速器.很多種高檔汽車都應用了無級變速.如圖是截錐式無級變速模型示意圖，兩個錐輪中間有一個滾輪，主動輪、滾輪、從動輪之間靠著彼此之間的摩擦力帶動.以下判斷中正確的是（   ）A當位于主動輪與從動輪之間的滾輪從右向左移動時從動輪轉速降低，滾輪從左向右移動時從動輪轉速增加B當位于主動輪與動輪之間的滾輪從左向右移動時從動輪轉速降低，滾輪從右向左移動時從動輪轉速增加C當滾輪位于主動輪直徑，從動輪直徑的位置上時，則主動輪轉速、從動輪轉速之間關系

7、為：D當滾輪位于主動輪直徑，從動輪直徑的位置上時，則主動輪轉速，從動輪轉速之間關系為：答案 BC9、如圖一輛質量為500kg的汽車靜止在一座半徑為50m的圓弧形拱橋頂部（取g10m/s2） （1）此時汽車對圓弧形拱橋的壓力是多大？ （2）如果汽車以6m/s的速度經過拱橋的頂部，則汽車對圓弧形拱橋的壓力是多大？ （3）汽車以多大速度通過拱橋的頂部時，汽車對圓弧形拱橋的壓力恰好為零？答案 （1）5000N（2）4000N（3）m/s解析（1）汽車受重力G和拱橋的支持力F，二力平衡，故FG5000N （2分）根據(jù)牛頓第三定律，汽車對拱橋的壓力為5000N   

8、            （1分）（2）汽車受重力G和拱橋的支持力F，根據(jù)牛頓第二定律有GF 故4000N根據(jù)牛頓第三定律，汽車對拱橋的壓力為4000N               （2分）（3）汽車只受重力GGm/s        

9、0;      （3分）10、汽車在水平路面做半徑為R的大轉彎，圖是后視圖，懸吊在車頂?shù)臒糇笃私牵瑒t： （1）車正向左轉彎還是向右轉彎？ （2）車速是多少？ （3）若（2）中求出的速度正是汽車轉彎時不打滑允許的最大速度，則車輪與地面的動摩擦因數(shù)是多少？答案 （1）向右轉彎（2）（3）11、如圖所示，將一個質量為1g的小球用細線連接，使其在豎直面內做圓周運動，細線長度為5cm，求： （1）當小球轉動的角速度達到多大時，繩子所受拉力的最大值等于最小值的3倍？ （2）當小球轉動的角速度等于多少時，細繩的拉力恰好為0？（g取10m/s2）答

10、案（1）（2）解析（1）     （2）          即：時，小球與試管底脫離12、如圖所示，半徑為R，管內徑很小的光滑半圓管道豎直放置在距離地面為h的平臺的邊緣，質量為m的A、B兩個小球先后以不同速度從底端進入管內，小球通過最高點C時，A對外管壁的壓力大小為3mg， B對內管壁的壓力大小為0.75mg.求A、B兩小球落地點之間的水平距離.(都落在水平地面上)答案 S= (vAvB)t13、一水平放置的木板上放有砝碼，砝碼與木板間的摩擦因數(shù)

11、為，如果讓木板在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動，假如運動中木板始終保持水平，砝碼始終沒有離開木板，那么下列說法正確的是(    )A在通過軌道最高點時砝碼處于超重狀態(tài)B在經過軌道最低點時砝碼所需靜摩擦力最大C勻速圓周運動的速度小于D在通過軌道最低點和最高點時，砝碼對木板的壓力之差為砝碼重力的6倍答案 C14、如圖是過山車的部分模型圖模型圖中光滑圓形軌道的半徑R=8.1m，該光滑圓形軌道固定在傾角為=37°斜軌道面上的Q點，圓形軌道的最高點A與P點平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接現(xiàn)使小車（視作質點）從P點以一定的初速度沿斜面向下運動，已知斜軌道面與小

12、車間的動摩擦因數(shù)為=10/81，不計空氣阻力，取g=10m/s2sin37°=0.6，cos37°=0.8若小車恰好能通過圓形軌道的最高點A處，問： （1）小車在A點的速度為多大？ （2）小車在圓形軌道的最低點B時對軌道的壓力為重力的多少倍？ （3）小車在P點的初速度為多大？答案 （1）9 m/s （2）6mg  （3）解析試題分析：(1)設小車經過A點時的臨界速度為vA，由題意知，在A點重力提供向心力，得：（2）從B到A，根據(jù)動能定理：在B點：代入數(shù)據(jù)解得：FN=6mg由牛頓第三定律可得：小車對軌道的壓力等于6mg（3）從P到A，根據(jù)動能定理

13、得：，代入數(shù)據(jù)解得：15、如圖所示，在傾角=300的光滑斜面上，有一長L=0.4米的細繩，一端固定在O點，另一端拴一質量m=0.2千克的小球。使小球在斜面上做圓周運動，(1)小球通過最高點A時的最小速度為_米/秒。(2)如果細繩能承受的最大拉力為9牛，小球通過最低點時的最大速度為_米/秒。答案； 4 解析試題分析：小球在最高點A，若速度最小，則只受重力和支持力，繩子上拉力為零，即，則；小球通過最低點時的若最大速度，則繩子拉力達到最大值，即，計算可得。故答案為：； 416、水流星是在一根彩繩的兩端，各系一只玻璃碗，碗內盛水。演員甩繩舞弄，晶瑩的玻璃碗飛快地旋轉飛舞，而碗中之水不灑點滴，

14、以嫻熟、高超、新穎的技巧和動人的風采贏得滿場的掌聲。如右圖所示，演員手中的彩繩長1.6m，碗和水的質量為1kg，當碗轉到最低點時離地面的高度為0.2m，則： （1）水剛好不灑出來時的加速度（2）碗能飛出多遠答案 （1）7.1rad/s    （2）0.8m解析試題分析：（1）碗在豎直平面內做圓周運動，要想水剛好不灑出來，即向心力剛好與重力相等，則設碗到最高點的速度為v0，手腕轉動的角速度為w    R=0.8m         

15、;                                     又由 即w= =7.1rad/s       由于重力剛好提供向心力，所以

16、上半截繩子的拉力為零   （2）對碗做受力分析如右圖所示，設最低點的最大速度為v，繩子拉力為T則  即由T30N，則V4m/s             碗在最低點的速度最大不能超過4m/s  繩子在最低點斷開將做平拋運動，設在空中運動的時間為t，飛出的最遠距離為s，則豎直方向： 水平方向：  由v=4m/s，得S=0.8m    

17、;  即碗能飛出0.8m。 17、有一種叫“飛椅”的游樂項目，示意圖如圖所示，長為L的鋼繩一端系著質量為m座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉盤邊緣，轉盤可繞穿過其中心的豎直軸轉動當轉盤以角速度勻速轉動時，鋼繩與轉軸在同一豎直平面內，與豎直方向的夾角為,不計鋼繩的重力，求： （1）座椅做勻速圓周運動的半徑R = （2）轉盤轉動的角速度與夾角的關系 （3）當轉盤轉動的角速度增大時，將          。（填：增大、減小、不變）答案（1）（2）解析試題分析：(1) 在水

18、平方向上，座椅到中心軸的距離： (2) 在豎直方向上有： 根據(jù)牛頓第二定律可得：     解得：或  （3）根據(jù)公式可得，將增大18、在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側的路面比右側的路面低一些。汽車的運動可看作是做半徑為R的圓周運動。設內外路面高度差為h ，路基的水平寬度為d ，路面的寬度為L。已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向摩擦力（即垂直于前進方向）等于零，則汽車轉彎時的車速應等于: （    

19、 ） A6 b( g' T) E$ e B. 2 B% & S# j# * b! J6 Y C0 R; 4 Y* J7 g# f9 R5 % P D 1 I9 c2 K( a2 ' Y6 E3 S3 Y答案 B解析試題分析：設路面的斜角為，作出汽車的受力圖，根據(jù)牛頓第二定律，得又由數(shù)學知識得到，聯(lián)立解得故選B19、如圖所示，某同學用硬塑料管和一個質量為m的鐵質螺絲帽研究勻速圓周運動，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持豎直并在水平方向做半徑為r的勻速圓周運動，則只要運動角速度合適，螺絲帽恰好不下滑，假設螺絲帽與塑料管間的動摩擦因數(shù)為，認為最大靜摩

20、擦力近似等于滑動摩擦力則在該同學手轉塑料管使螺絲帽恰好不下滑時，下述分析正確的是() A螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡+ T' g* X/ g7 V! _( " R; c B螺絲帽受到桿的彈力方向水平向外，背離圓心$ U' ?$ M8 O- e- c$ S C此時手轉動塑料管的角速度 , b$ P; J+ O- _6 b#  D若桿的轉動加快，螺絲帽有可能相對桿發(fā)生運動) V, 9 Q; c: ; Q- b D 答案 A解析試題分析：由于螺絲帽做圓周運動過程中恰好不下滑，豎直方向上沒有分運動，則豎直方向上重力與摩擦力平衡，A項

21、正確；螺絲帽在水平方向上做勻速圓周運動，則由水平方向上的合外力提供向心力，由此可知桿對螺絲帽的彈力提供其做勻速圓周運動的向心力，選項B錯誤；由豎直方向上受力平衡可知，由圓周運動，C項錯誤；若桿的轉動加快，螺絲帽受到的彈力增大，桿對螺絲帽的最大靜摩擦力增大，重力小于最大靜摩擦力，所以螺絲帽不會相對桿發(fā)生滑動，D項錯誤；故選A20、如下圖所示，一個質量為M的人，站在臺秤上，一長為R的懸線一端系一個質量為m小球，手拿懸線另一端，小球繞懸線另一端點在豎直平面內做圓周運動，且小球恰好能通過圓軌道最高點，則下列說法正確是（）A小球運動到最低點時，臺秤的示數(shù)最大且為（M6m）g* h# F* W5 T! Y

22、B小球運動到最高點時，臺秤的示數(shù)最小且為Mg( J% a. F" ; FC小球在a、b、c三個位置臺秤的示數(shù)相同* Y6 U/ O. P* L f0 WD小球從最高點運動到最低點的過程中臺秤的示數(shù)增大，人處于超重狀態(tài) * N& j9 8 * W1 A2 D答案 AC 21、如圖所示，一個質量m=0.5kg的小球（視為質點）從H12m高處，由靜止開始沿光滑弧形軌道AB滑下，接著進入半徑R4m的豎直圓環(huán)，當?shù)竭_環(huán)頂C時，剛好對軌道壓力為零；小在球沿左半環(huán)CB滑下后，再進入光滑弧形軌道BD，且到達D點時速度為零。g取10m/s2,下列說法正確的是( ) 

23、;A在由A到D的過程中，小球的機械能守恒 ( T& i7 g, j- / ?( A, Y$ Q; KBD點離地面的高度是12m3 B& H- J& Q$ C/ S- e" hC小球第一次過B點時對軌道的壓力大小是30N* e3 E2 j/ N' K5 h! D0 j3 ED小球從B到C的過程中克服阻力做的功是10J( j. A: d! i! I/ _" O3 j答案 D22、如圖9所示，輕桿長為3L，在桿的A、B兩端分別固定質量均為m的球A和球B，桿上距球A為L處的點O裝在光滑的水平轉動軸上，外界給予系統(tǒng)一定的能量后，桿和球在豎直面內轉動在轉

24、動的過程中，忽略空氣的阻力若球B運動到最高點時，球B對桿恰好無作用力，則下列說法正確的是（     ）A球B在最高點時速度為零' U0 T3 M7 U% f/ A- f. ZB此時球A的速度也為零$ a I: Y: F+ P' R) T6 Z0 GC球B在最高點時，桿對水平軸的作用力為1.5mg 5 & B' J4 i2 R: O* Y* D& KD球B轉到最低點時，其速度為5 g D" 7 . N0 K+ L答案 C23、如圖所示，一根光滑的絕緣斜槽連接一個豎放置的半徑為R050m的圓形絕緣光

25、滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度B050T。有一個質量m0.10g，帶電量為q+16×10-3C的小球在斜軌道上某位置由靜止自由下滑，若小球恰好能通過最高點，則下列說法中正確的是（重力加速度取10m/s2）  （    ）A小球在最高點只受到洛倫茲力和重力的作用9 H, i0 X) 6 P5 j; Q% R' f& N; gB小球從初始靜止到達最高點的過程中機械能守恒( f g: g+ Q7 MC若小球到最高點的線速度為v，小球在最高點時的關系式成立; b0 b9 5 e5 T/ ?( dD小球滑下

26、初位置離軌道最低點為m2 Y6 " b5 i. T) Z) e. D5 答案 ABD24、豎直平面內光滑圓軌道外側，一小球以某一水平速度v0從A點出發(fā)沿圓軌道運動，至B點時脫離軌道，最終落在水平面上的C點，不計空氣阻力下列說法中不正確的是( )A在B點時，小球對圓軌道的壓力為零# $ Y5 e* V. - T BB到C過程，小球做勻變速運動 $ Q, E4 S5 J2 4 J" ZC在A點時，小球對圓軌道壓力大于其重力& L$ R8 ?3 M; C- H! A DA到B過程，小球水平方向的加速度先增加后減小, g6 B+ H- L2 A" H&#

27、39; 9 V, Q# 8 Z 答案 C25、如圖所示，可視為質點、質量為的小球，在半徑為R的豎直放置的光滑圓形管道內做圓周運動，下列有關說法中正確的是( )A小球通過最高點的最小速度為 1 T2 ! ?4 X0 2 Y* NB小球通過最高點的最小速度為09 M6 N. U: g) N! N* i C如果小球在最高點時的速度大小為，則此時小球給管道壁有豎直向下作用力; ! e S3 I* T/ 7 K1 D6 W+ b D如果小球在最低點時的速度大小為，則此時小球給管道間的相壓大小為6mg! N6 g" ? ( H. d 答案 BD26、在一個水平轉臺上放有質量相等的A、B

28、兩個物體，用一輕桿相連，AB連線沿半徑方向。A與平臺間有摩擦，B與平臺間的摩擦可忽略不計，A、B到平臺轉軸的距離分別為L、2L。某時刻一起隨平臺以的角速度繞OO/軸做勻速圓周運動， A與平臺間的摩擦力大小為fA，桿的彈力大小為F。現(xiàn)把轉動角速度提高至2, A、B仍各自在原位置隨平臺一起繞OO/軸勻速圓周運動，則下面說法正確的是：（   ）AfA、F均增加為原來的4倍 BfA、F均增加為原來的2倍CfA大于原來的4倍，F(xiàn)等于原來的2倍 DfA、F增加后，均小于原來的4倍答案 A 解析試題分析：當角速度為時：對B有，對A有,當角速度為2時：對B有,對A有，所以可得,故

29、A正確，27、如圖所示，A、B兩球質量相等，A球用不能伸長的輕繩系于O點，B球用輕彈簧系于O點，O與O點在同一水平面上，分別將A、B球拉到與懸點等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當兩球達到各自懸點的正下方時，兩球仍處在同一水平面上，則()A兩球到達各自懸點的正下方時，兩球動能相等B兩球到達各自懸點的正下方時，A球動能較大C兩球到達各自懸點的正下方時，B球動能較大D兩球到達各自懸點的正下方時，A球受到向上的拉力較大答案 BD28、在一段半徑為R的圓孤形水平彎道上,已知彎道路面對汽車輪胎的最大靜摩擦力等于車重的倍,則汽車拐彎時的安全速度是（   ）