2011屆高三物理一輪復習試題勻速圓周運動 doc-高中物理

1、 永久免費組卷搜題網 永久免費組卷搜題網第20講勻速圓周運動體驗成功1.下列關于與地球自轉有關的地球表面上各點的說法，正確的是()A.線速度隨緯度增大而減小B.角速度隨緯度增大而減小C.向心加速度隨緯度增大而增大D.自轉周期等于一晝夜即24小時解析：地球自轉時，各處角速度相等，線速度等于角速度乘以該緯度圓的半徑.答案：AD2.如圖所示，小金屬球的質量為m， 用長為L的輕懸線固定于O點，在O點的正下方 eq f(L,2) 處釘有一顆釘子P，把懸線沿水平方向拉直.若小金屬球被無初速度釋放，當懸線碰到釘子后的瞬間(設線沒有斷)，則()A.小球的角速度突然增大B.小球的線速度突然減小到零C.小球的加速

2、度突然增大D.懸線的張力突然增大解析：碰到釘子的瞬間線速度不變，做圓周運動的半徑突然變小.故角速度突然變大，向心加速度aeq f(v2,r)突然變大，懸線張力Tmgeq f(mv2,r)突然變大.答案：ACD3.圖示為向心力演示器.轉動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動.皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可使兩個槽內分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運動，小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球對擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8，標尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個球所受向心力的大小.現分別將小球放在兩邊的

3、槽內，為探究小球受到的向心力大小與角速度的關系，下列做法正確的是()A.在小球運動半徑相等的情況下，用質量相同的鋼球做實驗B.在小球運動半徑相等的情況下，用質量不同的鋼球做實驗C.在小球運動半徑不等的情況下，用質量不同的鋼球做實驗D.在小球運動半徑不等的情況下，用質量相同的鋼球做實驗解析：向心力公式Fm2r，應用控制變量法做實驗，使小球做圓周運動的軌跡半徑相等，用質量相同的鋼球做實驗才可以比較總結出向心力大小與角速度的關系，故選項A正確.答案：A4.在汽車技術中，速度和行程的測量有好幾種方法，圖甲所示為一光電式車速傳感器，其原理簡圖如圖乙所示，A為光源，B為光電接收器，A、B均與車身相對固定，

4、旋轉齒輪C與車輪D相連接，它們的轉速比nCnD12.車輪轉動時A發(fā)出的光束通過旋轉齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收后轉換成電信號，由電子電路記錄和顯示.若某次實驗顯示出單位時間內的脈沖數為n，要求出車的速度還必須測量的物理量或數據為：.汽車速度的表達式為：v.解析：設齒輪C的齒數為P，由題意知，C及車輪的角速度2eq f(n,P)，再設車輪的半徑為R，故車速vReq f(2Rn,P).答案：車輪的半徑R和齒輪的齒數Peq f(2Rn,P)5.如圖甲所示，某同學在水平操場上騎自行車，人與車的總質量為m，車胎與地面之間的最大靜摩擦力是其對地面的壓力的倍(1).則該同學以速度v0騎行時轉彎的

5、半徑不能小于多少？解析：騎自行車在水平路面上轉彎時的受力情況如圖乙所示，在豎直方向上有：FNmg在水平方向上：fmeq f(voal(2,0),R)FN可得：Req f(voal(2,0),g)即：該同學轉彎的半徑不得小于eq f(voal(2,0),g).答案：eq f(voal(2,0),g)6.一輛質量m2.0 t的小轎車駛過半徑R90 m 的一段圓弧形橋面，取g10 m/s2.問：(1)若橋面為凹形，汽車以20 m/s的速度通過橋面最低點時，對橋面的壓力是多少？(2)若橋面為凸形，汽車以10 m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面的壓力是多少？(3)汽車以多大的速度通過凸形橋面頂點時，對

6、橋面剛好沒有壓力？解析：(1)汽車通過凹形橋面的最低點時，在水平方向上受到牽引力F和阻力f的作用，在豎直方向上受到橋面向上的支持力FN1和向下的重力Gmg的作用，如圖甲所示.圓弧形軌道的圓心在汽車的正上方，支持力FN1與重力Gmg的合力為FN1mg，這個合力就是汽車通過橋面的最低點時的向心力，即F向FN1mg.由向心力公式有：FN1mgmeq f(v2,R)解得橋面對汽車的支持力大小為：FN1meq f(v2,R)mg2.89104 N乙根據牛頓第三定律知，汽車行駛在橋面最高點時對橋面的壓力大小是2.89104 N.(2)汽車通過凸形橋面最高點時，在水平方向上受到牽引力F和阻力f的作用，在豎直

7、方向上受到豎直向下的重力Gmg和橋面向上的支持力FN2的作用，如圖乙所示.圓弧形軌道的圓心在汽車的正下方，重力Gmg與支持力FN2的合力為mgFN2，這個合力就是汽車通過橋面頂點時的向心力，即：F向mgFN2.由向心力公式有：mgFN2meq f(v2,R)橋面的支持力大小為：FN2mgmeq f(v2,R)1.78104 N根據牛頓第三定律知，汽車行駛在橋面最高點時對橋面的壓力大小是1.78104 N.(3)設汽車的速度為vm時，汽車通過凸形橋面頂點時對橋面的壓力為零.根據牛頓第三定律，這時橋面對汽車的支持力也為零，汽車在豎直方向上只受到重力G的作用，重力Gmg就是汽車駛過橋頂點時的向心力，

8、即F向mg，由向心力公式有：mgmeq f(voal(2,m),R)解得：vmeq r(gR)30 m/s.所以汽車以30 m/s的速度通過凸形橋面的頂點時，對橋面剛好沒有壓力.答案：(1)2.89104 N(2)1.78104 N(3)30 m/s金典練習九勻速圓周運動選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.1.下列能反映坐在行駛的公共汽車內的乘客發(fā)生與離心運動有關的現象的是()A.乘客突然向前傾倒B.乘客突然向后傾倒C.乘客上下振動D.乘客因汽車向左轉彎而向右傾倒解析：當物體做圓周運動時，才會發(fā)生離心運動，故D選項正確.

9、答案：D2.如圖所示，汽車以某一速率通過半圓形拱橋的頂點，下列關于汽車在該處受力情況(空氣阻力不計)的說法中，正確的是()A.汽車受重力、支持力和向心力的作用B.汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用C.汽車所受的向心力就是重力D.汽車所受的重力和支持力的合力充當向心力解析：汽車受重力、支持力、路面阻力和牽引力的作用，其中重力與支持力的合力提供向心力.答案：D3.圖示是便攜式放音機基本運動的結構示意圖，則在正常播放音樂時，保持不變的是()A.磁帶盤邊緣的線速度大小B.磁帶盤的角速度C.磁帶盤的轉速D.磁帶盤的周期解析：磁帶放音機的播放原理為磁帶上的磁信號感應磁頭上的線圈轉化成電信號.

10、為了保持放音速度平穩(wěn)，壓帶輪和主軸要確保磁帶傳送的線速度大小恒定，故A選項正確.答案：A4.如圖所示，放置在水平圓盤上的小物塊A跟著圓盤一起做勻速圓周運動.則A的受力情況是()A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C.受重力、支持力、向心力和摩擦力D.以上均不正確解析：物塊A在水平圓盤上，受到豎直向下的重力G、豎直向上的支持力FN的作用，這兩個力是一對平衡力.至于物塊A是否受摩擦力，方向如何，必須由運動狀態(tài)才可確定.摩擦力的方向可由牛頓第二定律判斷，由于物塊A隨圓盤做圓周運動，具有指向圓心的向心加速度，故其必受向心力的作用.由于重力和支持力均不能提供向心力，這樣只有A受到的摩擦

11、力充當向心力，因此，物塊A受到摩擦力的作用且摩擦力一定指向圓心.由此可知，做勻速圓周運動的物塊A相對圓盤有沿半徑向外的運動趨勢.所以B選項正確.答案：B5.圖示為一種“滾輪平盤無級變速器”的示意圖，它由固定于主動軸上的平盤和可隨從動軸移動的圓柱形滾輪組成.由于摩擦的作用，當平盤轉動時，滾輪就會跟隨轉動.如果滾輪不打滑，那么主動軸轉速n1、從動軸轉速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動軸軸線的距離x之間的關系是()A.n2n1eq f(x,r)B.n2n1eq f(r,x)C.n2n1eq f(x2,r2) D.n2n1eq r(f(x,r)解析：滾輪與平盤接觸處的線速度相等，故有：1x2r即2

12、n1x2n2r可得：n2n1eq f(x,r).答案：A6.圖示是用以說明向心力與質量、半徑之間的關系的儀器，球P和Q可以在光滑桿上無摩擦地滑動，兩球之間用一條輕繩連接，mP2mQ.當整個裝置以角速度勻速旋轉時，兩球離轉軸的距離保持不變，則此時()A.兩球受到的向心力的大小相等B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力C.rP一定等于 eq f(rQ,2)D.當增大時，P球將向外運動解析：兩球在水平方向上只受到輕繩拉力的作用，故兩球受到的向心力大小相等(等于輕繩張力)即mPrP2mQrQ2由上可知上等式與的大小無關，隨的增大兩球的位置不變，且由mP2mQ可得：rPeq f(1,2)rQ.答案：A

13、C7.高速行駛的競賽汽車依靠摩擦力轉彎是有困難的，所以競賽場地的彎道處做成側向斜坡，如果彎道半徑為r，斜坡和水平方向成角，則汽車完全不依靠摩擦力轉彎的速度大小為()A.eq r(grsin ) B.eq r(grcos )C.eq r(grtan ) D.eq r(grcot )解析：完全不依靠摩擦力轉彎時，汽車垂直運動方向平面的受力如圖所示有：F向mgtan eq f(mv2,r)解得：veq r(grtan ).答案：C8.如圖甲所示，在雙人花樣滑冰運動中，有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐擺運動的精彩表演.目測體重為G的女運動員做圓錐擺運動時與水平冰面的夾角約為30，

14、重力加速度為g，則可估算出該女運動員()A.受到的拉力為 eq r(3)G B.受到的拉力為2GC.向心加速度為3g D.向心加速度為2g解析：女運動員的受力情況可簡化成如圖乙所示，有：Tcos 60GTsin 60maGtan 60解得：T2G，aeq r(3)g.答案：B9.如圖甲所示，m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質點)，A為終端皮帶輪.已知皮帶輪的半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不會打滑.當m可被水平拋出時，A輪每秒的轉數最少為()A.eq f(1,2)eq r(f(g,r)B.eq r(f(g,r)C.eq r(gr)D.eq f(1,2)eq r(gr)解析：方法一m到達皮帶輪

15、的頂端時，若meq f(v2,r)mg，表示m受到的重力小于(或等于)m沿皮帶輪表面做圓周運動的所需的向心力，m將離開皮帶輪的外表面而做平拋運動，又因為轉數neq f(,2)eq f(v,2r)所以當veq r(gr)，即轉數neq f(1,2)eq r(f(g,r)時，m可被水平拋出故選項A正確.乙方法二建立如圖乙所示的直角坐標系.當m到達皮帶輪的頂端有一速度時，若沒有皮帶輪在下面，m將做平拋運動，根據速度的大小可以作出平拋運動的軌跡.若軌跡在皮帶的下方，說明m將被皮帶擋住，先沿皮帶輪下滑；若軌跡在皮帶的上方，說明m立即離開了皮帶輪而做平拋運動.又因為皮帶輪圓弧在坐標系中的函數為：y2x2r

16、2初速度為v的平拋運動在坐標系中的函數為：yreq f(1,2)g(eq f(x,v)2平拋運動的軌跡在皮帶輪上方的條件為：x0時，平拋運動的軌跡上各點與O點間的距離大于r，即eq r(y2x2)r即eq r(rf(1,2)g(f(,v)22x2)r，解得：veq r(gr)又因皮帶輪的轉速n與v的關系為：neq f(v,2r)可得：當neq f(1,2)eq r(f(g,r)時，m可被水平拋出.答案：A10.如圖所示，小球A的質量為2m，小球B和C的質量均為m，B、C兩球到結點P的輕繩長度相等，滑輪摩擦不計，當B、C兩球以某角速度做圓錐擺運動時，A球將()A.向上做加速運動B.向下做加速運動

17、C.保持平衡狀態(tài)D.上下振動解析：設B、C做角速度為的勻速圓周運動時，BP、CP與豎直方向的夾角為，兩輕繩的張力Teq f(mg,cos )，B、C球的向心力Fmgtan m2r.則BP、CP兩繩對P點張力的合力為：T左2Tcos 2mg故A球將保持平衡狀態(tài).答案：C非選擇題部分共3小題，共40分.11.(13分)如圖所示，有一個置于水平地面上的圓臺，其底A的半徑為r1，底B的半徑為r2(r2r1)，母線AB長為L.將圓臺推動以后它在水平地面上做無相對滑動的勻速滾動，已知滾動一周的時間為T.求：(1)圓臺在地面上壓出的軌跡內徑RA.(2)圓臺滾動過程中相對自身軸心轉動的角速度.解析：(1)設圓

18、臺滾動n轉做完一整體圓周運動，有：2RAn2r12(RAL)n2r2解得：RAeq f(r1L,r2r1).(2)由(1)可解得：neq f(L,r2r1)故圓臺相對自身軸心轉動的角速度為：eq f(2n,T)eq f(2L,(r2r1)T).答案：(1)eq f(r1L,r2r1)(2)eq f(2L,(r2r1)T)12.(13分)圖甲為電動打夯機的示意圖，在電動機的轉動軸O上裝一個偏心輪，偏心輪的質量為m，其重心離軸心的距離為r.除偏心輪之外，整個裝置其余部分的質量為M.當電動機勻速轉動時，打夯機的底座在地面上跳動而將地面打實夯緊，試分析并回答：(1)為了使底座剛好跳離地面，偏心輪的最小

19、角速度0應是多少？(2)如果偏心輪始終以這個角速度0轉動，底座對地面壓力的最大值為多少？解析：由題意知，底座剛好跳離地面(或對地壓力最大)時，偏心輪(m)的重心剛好在半徑為r的圓周上的最高點(或最低點)，分別如圖乙、丙所示：乙丙(1)M剛好跳離地面時的受力分析如圖乙所示：所以對m有T1mgmeq oal(2,0)r對M有：T1Mg0解得：0eq r(f(Mm)g,mr).(2)M對地的最大壓力為FNm時的受力分析如圖丙所示：對m有：T2mgmeq oal(2,0)r對M有：FNmMgT20解得：FNm2Mg2mg.答案：(1)0eq r(f(Mm)g,mr)(2)FNm2Mg2mg13.(14分)游