高考物理總復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度向心力試題

1、第 2 課時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度向心力 學(xué) 考 題 組1質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),以下說法正確選項(xiàng) A速度的大小和方向都轉(zhuǎn)變B勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C當(dāng)物體所受合力為零時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D向心加速度大小不變,方向時(shí)刻轉(zhuǎn)變解析 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度的大小不變,方向時(shí)刻變化,A 錯(cuò)誤；它的加速度大小不變,但方向時(shí)刻轉(zhuǎn)變,不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),B 錯(cuò)誤, D 正確；由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知,C錯(cuò)誤；2在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車,如下列圖,供應(yīng)向心力是答案D A重力和支持力的合力B靜摩擦力C滑動(dòng)摩擦力D重力、支持力、牽引力的合力解析 此題考查的是受力分析的問題；由圖可知,在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車所需要的向心

2、力是其與地面的靜摩擦力供應(yīng)的；答案 B32022 瑞安中學(xué)期中 質(zhì)量為 m的飛機(jī),以速率 v 在水平面內(nèi)做半徑為 R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),如下列圖,就空氣對(duì)飛機(jī)的升力大小為 Bm g2（v2 R）2 A. mv2R1 / 6 解析Dm（v2 R）2g2Cmg飛機(jī)受到豎直向下的重力,空氣給的升力,兩力之和充當(dāng)向心力,如下列圖,故有B正確；F（mg）2（mv2 R）2mg2（v2 R）2,答案B4. 如下列圖,質(zhì)量為m的木塊從半徑為R 的半球形碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中,假如由于摩擦力的作用使木塊的速率不變,那么 A加速度為零 B加速度恒定 C加速度大小不變,方向時(shí)刻轉(zhuǎn)變,但不肯定指向圓心 D加速度大

3、小不變,方向時(shí)刻指向圓心 解析 木塊做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng),加速度大小不變,但方向時(shí)刻指向圓心,加速度時(shí)刻改 變,應(yīng)選項(xiàng) A、B、C錯(cuò)誤, D正確；答案 D 5雨天野外騎車時(shí),在自行車的后輪輪胎上常會(huì)粘附一些泥巴,行駛時(shí)感覺很“ 繁重” ；假如將自行車后輪撐起,使后輪離開地面而懸空,然后用手勻速搖腳踏板,使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng),泥巴就被甩下來；如下列圖,圖a、b、 c、d 為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)特別位置,就 A泥巴在圖中 a、c 位置的向心加速度大于 b、 d 位置的向心加速度B泥巴在圖中的 b、d 位置時(shí)最簡(jiǎn)單被甩下來C泥巴在圖中的 c 位置時(shí)最簡(jiǎn)單被甩下來D泥巴在圖中的 a 位置時(shí)最簡(jiǎn)單被甩下來2解析

4、 當(dāng)后輪 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由 aR 知 a、b、c、d 四個(gè)位置的向心加速度大小相等,A2錯(cuò)誤；在角速度 相同的情形下,泥巴在 a 點(diǎn)有 aFmgm R,在 b、d 兩點(diǎn)有 bFdF2 / 6 m2R,在c點(diǎn)有F cmgm2 R；所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大,最簡(jiǎn)單被甩下來,故 B、D錯(cuò)誤, C正確；6. 如下列圖,長(zhǎng)O答案C0.5 m 的輕質(zhì)細(xì)桿,一端固定有一個(gè)質(zhì)量為3 kg 的小球,另一端由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),使桿繞在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球的速率為2 m/s；取g10 m/s2,下列說法正確選項(xiàng) A小球通過最高點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的拉力大小是6 NB小球通過最高點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的壓力大小是 24 N

5、C小球通過最低點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的拉力大小是 24 ND小球通過最低點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的拉力大小是 54 Nv2解析 設(shè)在最高點(diǎn)桿表現(xiàn)為拉力,就有 Fmgm R,代入數(shù)據(jù)得,F6 N,就桿表現(xiàn)為推力,大小為 6 N,所以小球?qū)U表現(xiàn)為壓力,大小為 6 N ,應(yīng)選項(xiàng) A、 B 均錯(cuò)誤；在最低v2點(diǎn),桿表現(xiàn)為拉力,有 Fmgm r,代入數(shù)據(jù)得,F54 N,應(yīng)選項(xiàng) C 錯(cuò)誤,選項(xiàng) D 正確；7.一輛質(zhì)量m2 t的轎車,駛過半徑R90 m的一段凸形橋面,g取10 m/s答案D2,求：1 轎車以 10 m/s 的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí),對(duì)橋面的壓力是多大？2 在最高點(diǎn)對(duì)橋面的壓力等于轎車重力的一半時(shí),車的速度大小是多少？

6、2解析1 轎車通過凸形橋面最高點(diǎn)時(shí),受力分析如下列圖：合力FmgF N,由向心力公式得mgNFv2 m R故橋面的支持力大小F Nmgv2 m R2 000 102 000 102 N 901.78 104N依據(jù)牛頓第三定律,轎車在橋的頂點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面壓力的大小為1.78 104N；對(duì)橋面的壓力等于轎車重力的一半時(shí),向心力FmgF N0.5mg,而Fv 2 m R,所以此時(shí)轎車的速度大小v0.5gR0.5 10 90m/s152m/s答案11.78 104N2152m/s3 / 6 8有一列重為100 t的火車,以72 km/h 的速率勻速通過一個(gè)內(nèi)外軌一樣高的彎道,軌道半徑為 400 m；1 試

7、運(yùn)算鐵軌受到的側(cè)壓力；2 如要使火車以此速率通過彎道,且使鐵軌受到的側(cè)壓力為零,我們可以適當(dāng)傾斜路基,試運(yùn)算路基傾斜角度 的正切值；解析 172 km/h20 m/s ,外軌對(duì)輪緣的側(cè)壓力供應(yīng)火車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力,所以有v2 105 202 5 5F Nm r400 N10 N,由牛頓第三定律可知鐵軌受到的側(cè)壓力大小等于 10 N；2 火車過彎道,重力和鐵軌對(duì)火車的彈力的合力正好供應(yīng)向心力,如下列圖,就 mgtan v2 v2m r,由此可得 tan rg0.1；5答案 110 N 20.1 加 試 題 組9多項(xiàng)如下列圖,一小物塊以大小為a4 m/s2的向心加速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑R1 m

8、,就以下說法正確選項(xiàng) A小物塊運(yùn)動(dòng)的角速度為2 rad/s解析由于a2 R,所以小B小物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 sC小物塊在ts內(nèi)通過的位移大小為m420D小物塊在 s 內(nèi)通過的路程為零物塊運(yùn)動(dòng)的角速度aR2 rad/s,周期T2 s,選項(xiàng)A、B正確；小物塊在s內(nèi)轉(zhuǎn)過,通過的位移為2m,在 s內(nèi)轉(zhuǎn)過一周,42通過的路程為2 m,選項(xiàng) C、D錯(cuò)誤；答案AB10如下列圖,內(nèi)壁光滑的豎直圓桶,繞中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),一物塊用細(xì)繩系著,繩的另一端系于圓桶上表面圓心,且物塊貼著圓桶內(nèi)表面隨圓桶一起轉(zhuǎn)動(dòng),就 4 / 6 A繩的張力可能為零 B桶對(duì)物塊的彈力不行能為零 C隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大,繩的張力保持不變

9、 D隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大,繩的張力肯定增大解析 當(dāng)物塊隨圓桶做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),繩的拉力的豎直分力與物塊的重力保持平穩(wěn),因此繩的張力為肯定值,且不行能為零,11 多項(xiàng) 2022 瑞安中學(xué)期中A、D 項(xiàng)錯(cuò)誤, C 項(xiàng)正確；當(dāng)繩的水平分力供應(yīng)向心力的 時(shí)候,桶對(duì)物塊的彈力恰好為零,B 項(xiàng)錯(cuò)誤；答案 C 如下列圖, A、B、C 三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上,最大靜摩擦力均為各自重的K 倍, A 的質(zhì)量為2m,B、C 的質(zhì)量各為m,A、 B離軸 R,C 離軸 2R,就當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí) A、B、C均未打滑 A C的向心加速度最大BB 的靜摩擦力最小C當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí),B 比 C先滑動(dòng)D當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí),A 比 C先滑動(dòng)

10、2解析 三者是同軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以角速度相等,靜摩擦力充當(dāng)向心力,依據(jù)公式 Fm r 可得2 2 2F A2 m R,F Bm R,F C2 m R,故 B 的靜摩擦力最小,C 的半徑最大,依據(jù)公式 a2 r,可得 C 的向心加速度最大,A、B 正確；三個(gè)物體的最大靜摩擦力分別為：f A2 mg,f B mg,f C mg,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時(shí),C 的靜摩擦力先達(dá)到最大,最先開頭滑動(dòng), A 和 B的靜摩擦力同時(shí)達(dá)到最大,兩者同時(shí)開頭滑動(dòng),C、D錯(cuò)誤；答案 AB12如下列圖,細(xì)繩一端系著質(zhì)量 M8 kg 的物體,靜止在水平桌面上,另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量 m2 kg 的物體, M與圓孔的距離 r 0.5 m ,已知 M與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2 設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 ,現(xiàn)使物體 M 隨轉(zhuǎn)臺(tái)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),2問轉(zhuǎn)臺(tái)角速度 在什么范疇內(nèi) m 會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)； g10 m/s 5 / 6 解析 設(shè)角速度的最小值為 1,此時(shí) M 有向著圓心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),其受到的最大靜摩擦力沿半徑向外,由牛頓其次