2020年江蘇高考物理總復習隨堂小側：圓周運動

1、課時跟蹤檢測（十三）圓周運動對點訓練：描述圓周運動的物理量半徑 R 變化如圖所示。由圖像可以知道當運動半徑變化時（）A .甲球的線速度大小保持不變B.乙球的線速度大小保持不變C .乙球的轉速大小保持不變D .甲球的角速度大小保持不變2解析：選 AC 甲球的向心加速度與半徑成反比，根據向心加速度公式a =-知其線速r度大小不變，故 A 正確，D 錯誤。乙球的向心加速度與半徑成正比，根據向心加速度公式2a=3r，知其角速度不變，轉速不變，故C 正確，B 錯誤。2. （2019 大同期末）明代出版的天工開物一書中就有牛力齒輪翻車的圖畫，記錄了我們祖先的勞動智慧。如圖所示，A、B、C 三齒輪半徑的大小

2、關系為 rA rBrc，下列判斷正確的是（）A .齒輪 A 的角速度比 C 的大B.齒輪 A 與 B 角速度大小相等C .齒輪 A 邊緣的線速度比 C 邊緣的大D .齒輪 B 與 C 邊緣的線速度大小相等解析：選 C 齒輪 A 與齒輪 B 是同緣傳動，邊緣點線速度大小相等，根據公式v=3r可知，半徑比較大的 A 的角速度小于 B 的角速度。而 B 與 C 是同軸傳動，角速度相等，所 以齒輪 A的角速度比 C 的小，故 A、B 錯誤。齒輪 A、B 邊緣的線速度相等，由于齒輪B比 C 邊緣的線速度大，所以齒輪 A 邊緣的線速度比 C 邊緣的線速度大，3. （2018 溫州期末）轉筆（Pen Spi

3、nning）是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉動筆的休閑活動，如圖所示。轉筆深受廣大中學生的喜愛， 其中也包含了許多的物理知識， 假設某轉筆高手能讓筆繞其上的某一點 O 做勻速圓周運動，下列有關該同學轉筆中涉及的物理知識的敘述正確的是A .筆桿上的點離 O 點越近的，做圓周運動的角速度越小B.筆桿上的點離 O 點越近的，做圓周運動的向心加速度越大C 筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由萬有引力提供的乙兩球做勻速圓周運動，向心加速度a 隨故 C 正確，D 錯誤。( )D 若該同學使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉動做離心運動被甩走解析：選 D 筆桿上的各個點都做同軸轉動，所以角速度是相等

4、的，故A 錯誤；由向心加速度公式 an= JR，筆桿上的點離 0 點越近的，做圓周運動的向心加速度越小，故B錯誤；桿上的各點做圓周運動的向心力是由桿的彈力提供的，與萬有引力無關，故C 錯誤；當轉速過大時，當提供的向心力小于需要向心力，筆尖上的小鋼珠有可能做離心運動被甩 走，故 D 正確。對點訓練：水平面內的圓周運動4.一質量為 2.0X103kg 的汽車在水平公路上行駛， 路面對輪胎的 徑向最大靜摩擦力為 1.4X104N ,當汽車經過半徑為 80 m 的彎道時， 下列判斷正確的是（）A 汽車轉彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B.汽車轉彎的速度為 20 m/s 時所需的向心力為 1.4

5、X104NC .汽車轉彎的速度為 20 m/s 時汽車會發(fā)生側滑D .汽車能安全轉彎的向心加速度不超過7.0 m/s2解析：選 D 汽車轉彎時受到重力、地面的支持力、以及地面給的摩擦力，其中摩擦力充當向心力，A 錯誤；當最大靜摩擦力充當向心力時，速度為臨界速度，大于這個速度2則發(fā)生側滑，根據牛頓第二定律可得&叱，解得v=1.4X104X80一2.0X103 m/s=560m/s ,所以汽車轉彎的速度為20 m/ s 時,B、C 錯誤；汽車能安全轉彎的向心加速度所需的向心力小于1.4X104N ,汽車不會發(fā)生側滑,2a= = 560 m/s2=7 m/ s2,即汽車能安全轉彎的r 80向心加速度

6、不超過 7.0 m/s2, D 正確。5.多選（2019 蘇州模擬）如圖所示, 轉圓臺上，最大靜摩擦力均為重力的卩倍，A 的質量為 2m, B、C 質量為 m, C 離軸為 2R, A、B 離軸為 R。當圓臺旋轉時（設 A、B、C 都A、B、C 三個小物塊放在旋沒有滑動）（）（）A. C 的向心加速度最大B. B 所受的靜摩擦力最小C .當圓臺轉速增加時，C 比 A 先滑動D .當圓臺轉速增加時，B 比 A 先滑動解析：選 ABC 三個小物塊轉動的角速度相等，根據 a= rco2知，C 的半徑最大，則 C 的向心加速度最大，故 A 正確；根據靜摩擦力提供向心力， 得：A 所受的靜摩擦力 fA=

7、 2m Ro2=2mO2, B 所受的靜摩擦力 fB= mO2, C 所受的靜摩擦力為 fc= m 2RW2= 2mO2,可知A、C 所受的靜摩擦力大小相等,B 物塊所受的靜摩擦力最小,故 B 正確；根據發(fā)生相對滑動的臨界角速度O)=A、B 的半徑相同，則一起滑動，C 的半徑大，臨界角速度小，則當圓臺轉速增加時，C 最先滑動，故 C 正確，D 錯誤。6.多選（2019 永春期末）兩個質量不同的小球，被長度不等的細線懸 掛在同一點，并在同一水平面內做勻速圓周運動，如圖所示。則兩個小球 的（）（）C .運動角速度相等D .向心加速度相等解析：選 AC 對其中一個小球受力分析，如圖所示，受重力、繩子

8、 的拉力，由于小球做勻速圓周運動，故合力提供向心力；將重力與拉力合 成，合力指向圓心，由幾何關系得，合力F = mgtan0,由向心力公式得到 F = nfto r,設球與懸掛點間的高度差為h,由幾何關系，得：r= htan02v=3r,兩球轉動半徑不等，故線速度不相等，故B 錯誤；由 a= wr，兩球轉動半徑不等,向心加速度不相等，故 D 錯誤。7.（2018 泰州模擬）如圖甲所示，有一可繞豎直中心軸轉動的水平圓盤，上面放置勁度系數為 k = 46 N/m 的彈簧，彈簧的一端固定于軸0上，另一端連接質量為m= 1 kg 的小物塊A,物塊與盤間的動摩擦因數為尸 0.2,開始時彈簧未發(fā)生形變，長

9、度為lo= 0.5 m，若最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度g取 10 m/ s1 2 3 4 5 6 7 8,物塊 A 始終與圓盤一起轉動。則：i 一 II I1圓盤的角速度多大時，物塊A 將開始滑動？2當角速度緩慢地增加到4 rad/s 時，彈簧的伸長量是多少？（彈簧伸長在彈性限度內且物塊未脫離圓盤）。3 在角速度從零緩慢地增加到4 rad/s 過程中，物塊與盤間摩擦力大小為Ff,試通過計算在如圖乙所示的坐標系中作出Ff-w2圖像。解析：（1）設圓盤的角速度為30時，物塊 A 將開始滑動，此時物塊的最大靜摩擦力提供向心力，則有： 卩 mg= mw。備解得：30= ”，十=”0.亍

10、10= 2 rad/s。討 Io V 0.5由以上三式得,g,與繩子的長度和轉動半徑無關，而且2nT =空故 A、C 正確；由3A 運動周期相等B .運動線速度相等設此時彈簧的伸長量為&,物塊受到的摩擦力和彈簧的彈力的合力提供向心力，則才，2有：mgF kAx= mo (lo+Ax)代入數據解得：Ax = 0.2 m。(3)在角速度從零緩慢地增加到2 rad/s 過程中，物塊與盤間摩擦力為靜摩擦力moo2lo,斤區(qū)2,Ff隨著角速度平方的增加而增大；當o2 rad/ s 時，物塊與盤間摩擦力為滑動摩擦力為定值， Ff=im= 2 N。8.無縫鋼管的制作原理如圖所示，豎直平面內，管狀模型置于 兩

11、個支承輪上，支承輪轉動時通過摩擦力帶動管狀模型做勻速圓周 運動，鐵水注入管狀模型后，由于離心作用，鐵水緊緊地覆蓋在模型的內壁上，冷卻后就得到無縫鋼管。已知管狀模型內壁半徑為 則下列說法正確的是( (A 鐵水是由于受到離心力的作用才覆蓋在模型內壁上的B.模型各個方向上受到的鐵水的作用力相同C 若最上部的鐵水恰好不離開模型內壁，此時僅重力提供向心力解析：選 C 鐵水做圓周運動，重力和彈力的合力提供向心力，沒有離心力，故誤；鐵水做圓周運動的向心力由重力和彈力的徑向分力提供，不是勻速圓周運動，故模型內壁，則是重力恰好提供向心力，故C 正確；為了使鐵水緊緊地覆蓋在模型的內壁上，管狀模型轉動的角速度不能小

12、于臨界角速度.gR,故 D 錯誤。9.多選(2019 揚州?？? )雜技演員表演“水流星”，在長為 1.6 m 的細繩的一端，系一個總質量為m= 0.5 kg 的盛水容器，以繩的一端為圓心，在豎直面內做圓周運動。如圖所示，若“水流星”通過最高點的速度為v = 42m/s，則下列哪些說法正確的是(g取 10 m/ s)()A “水流星”在豎直面內一定做變速圓周運動B.“水流星”通過最高點時，繩的張力及容器底受到的壓力均為零C “水流星”在豎直面內可能做勻速圓周運動Ff=R,D 管狀模型轉動的角速度o最大為各個方向上受到的鐵水的作用力不一定相同，故B 錯誤；若最上部的鐵水恰好不離開模型D .“水流

13、星”通過最高點時，有水從容器中流出解析：選 AB 因為“水流星”運動過程中所受的合力不能每時每刻指向圓心，即有切向的分力，故它在豎直平面內一定做變速圓周運動，時，以水流星為整體受力分析，根據牛頓第二定律知:子拉力FT= 0;以水為研究對象得：2m水g+ N = m 水，代入數據可知，容器底部對水的壓力 N = 0,故選項 B 正確；因為水在最高點只受重力，處于完全失重狀態(tài)，故不會有水從容器中流出，D 錯誤。10.多選（2019 連云港期末）如圖甲所示，質量為 m 的小球與輕繩一端相連，繞另一端點 O 在豎直平面內做圓周運動，圓周運動半徑為R，忽略一切阻力的影響?，F測得繩子對小球的拉力隨時間變化

14、的圖線如圖乙所示，則下列判斷正確的是甲A. ti時刻小球的速度大小為. 2gRB.t2時刻小球的速度大小為，丐 gRC.t3時刻小球的速度大小為 ，gRD.t4時刻小球的速度大小為 ，gR解析：選 BD 右時刻輕繩位于水平方向，由繩子的拉力提供向心力，由牛頓第二定律2得：3mg = mg，解得 v = 73gR,故 A 錯誤。t2時刻小球到達最低點，由重力與繩子拉力的R2合力提供向心力，則有 6mg mg= mv，得 v = 5gR,故 B 正確。t3時刻與 ti時刻相同, R輕繩位于水平方向，小球的速度為v = 3gR,故 C 錯誤。t4時刻小球到達最高點，由題圖2知，繩的拉力為 0,由重力

15、提供向心力，則有mg= mvR，得 v = . gR,故 D 正確?？键c綜合訓練11.（20 佃宿遷期末）如圖所示，小物體位于半徑為 給小物體水平初速度v0時，小物體對球頂恰好無壓力，則A 物體開始沿球面下滑B.物體落地時的水平位移為RC .物體的初速度為 v0= gRD .物體著地時速度方向與地面成45。角解析：選 C 物體對球頂恰無壓力，說明此時恰好是物體的重力作為圓周運動的向心A 正確，C 錯誤；水流星通過最高點2mg+FT= m*，代入數據可知，繩1力，物體離開半球頂端后將做平拋運動，故A 錯誤；物體做平拋運動，由x= v0t、2和 mg= m*得：x= 2R,故 B 錯誤；由以上分析

16、解得 v0= gR，故 C 正確；落地時豎直方向上的速度Vy= gt=/2gR，設落地時速度與地面的夾角為0,有 tan0=藝=Q2，故 D 錯誤。12 “太極球”是近年來在廣大市民中比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 落到地上?，F將太極球簡化成如圖甲所示的平板和小球，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 為圓周的最高點，C 為最低點，B、D 與圓心 0 等高。球的質量為 1 kg, g 取 10 m/s2,不計板的重力和空氣阻力。(1) 求球在 C 處受到板的彈力比在 A 處受到的彈力大多少；(2) 設在 A 處時板對球的彈力為 F，當球運動到 B、D 位置時，板與水平方向需有一定 的夾角0,請在圖乙中作出 tan0-F 的關系圖像。解析：( (1)設球運動的線速度為 v，