高中物理人教版第五章曲線運動圓周運動(省一等獎)_第1頁
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文檔簡介

一、單項選擇題1.某質(zhì)點繞圓軌道做勻速圓周運動,下列說法正確的是()A.因為該質(zhì)點速度大小始終不變,所以它做的是勻速運動B.該質(zhì)點速度大小不變,但方向時刻改變,是變速運動C.該質(zhì)點速度大小不變,因而加速度為零,處于平衡狀態(tài)D.該質(zhì)點做的是變速運動,具有加速度,故它所受合外力不變2.下列關(guān)于向心力的說法正確的是()A.物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個向心力B.做圓周運動的物體除受其他力外,還要受一個向心力作用C.向心力不改變圓周運動物體速度的大小D.做勻速圓周運動的物體其向心力是不變的3.如圖所示,當用扳手擰螺母時,扳手上的P、Q兩點的角速度分別為ωP和ωQ,線速度大小分別為vP和vQ,則()A.ωP<ωQ,vP<vQB.ωP=ωQ,vP<vQC.ωP<ωQ,vP=vQD.ωP=ωQ,vP>vQ4.如圖所示為A、B兩質(zhì)點做勻速圓周運動的向心加速度隨半徑變化的圖象,其中A為雙曲線的一個分支,由圖可知()A.A物體運動的線速度大小不變B.A物體運動的角速度大小不變C.B物體運動的線速度大小不變D.B物體運動的角速度與半徑成正比5.兩段長度相等的輕桿通過質(zhì)量為m的小球A連接在一直線上,質(zhì)量為2m的小球B固定在一根桿的一端,如圖所示.當整個裝置在光滑的水平面上繞另一桿的端點O勻速轉(zhuǎn)動時,OA桿的拉力F1與AB桿的拉力F2之比為()A.5∶4B.4∶5C.1∶4D.4∶16.如圖所示的傳動裝置中,已知大輪半徑是小輪半徑的3倍,A點和B點分別在兩輪邊緣,C點離大輪軸距離等于小輪半徑.若不打滑,則它們的線速度之比vA∶vB∶vC為()A.1∶3∶3B.1∶3∶1C.3∶3∶1D.3∶1∶3二、不定項選擇題7.電風(fēng)扇的扇葉的重心如果不在轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)動時會使風(fēng)扇抖動,并加速轉(zhuǎn)軸磨損.調(diào)整時,可在扇葉的一區(qū)域通過固定小金屬塊的辦法改變其重心位置.如圖所示,A、B是兩調(diào)整重心的金屬塊(可視為質(zhì)點),其質(zhì)量相等,它們到轉(zhuǎn)軸O的距離rA<rB.扇葉轉(zhuǎn)動后,它們的()A.向心力FA<FBB.線速度大小相等C.向心加速度相等D.角速度大小相等8.如圖所示,細繩一端固定于O點,另一端系一質(zhì)量為m的小球,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,細繩與豎直方向成θ角.下列說法正確的是()A.小球受到重力、繩子拉力和向心力的作用B.小球所受重力和繩子拉力的合力用來提供向心力C.小球受到繩子的拉力就是向心力D.小球受到的向心力大小是mgtanθ9.A、B兩個質(zhì)點,分別做勻速圓周運動,在相等時間內(nèi)它們通過的弧長比sA∶sB=2∶3,轉(zhuǎn)過的圓心角比θA∶θB=3∶2.下列說法正確的是()A.它們的線速度比vA∶vB=2∶3B.它們的角速度比ωA∶ωB=2∶3C.它們的周期比TA∶TB=2∶3D.它們的周期比TA∶TB=3∶210.如圖所示,一位同學(xué)玩飛鏢游戲,圓盤最上端有一P點,飛鏢拋出時與P等高,且距離P點為L.當飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準P點拋出的同時,圓盤以經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動.忽略空氣阻力,重力加速度為g,若飛鏢恰好擊中P點,則()A.飛鏢擊中P點所需的時間為eq\f(L,v0)B.圓盤的半徑可能為eq\f(gL2,2veq\o\al(2,0))C.圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為eq\f(2πv0,L)D.P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度可能為eq\f(5πg(shù)L,4v0)三、計算題11.如圖所示,圖中的裝置可測量子彈的速度,其中薄壁圓筒半徑為R,圓筒上的a、b兩點是一條直徑上的兩個端點(圖中OO′為圓筒軸線),圓筒以速度v豎直向下勻速運動.若某時刻子彈沿圖示平面正好水平射入a點,且恰能經(jīng)b點穿出.(1)若圓筒勻速下落時不轉(zhuǎn)動,求子彈射入a點時速度的大小.(2)若圓筒勻速下落的同時繞OO′勻速轉(zhuǎn)動,求圓筒轉(zhuǎn)動的角速度條件.如圖所示,光滑桿AB長為L,B端固定一根勁度系數(shù)為k、原長為l0的輕彈簧,質(zhì)量為m的小球套在光滑桿上并與彈簧的上端連接.OO′為過B點的豎直軸,桿與水平面間的夾角始終為θ.(1)桿保持靜止狀態(tài),讓小球從彈簧的原長位置靜止釋放,求小球釋放瞬間的加速度大小a及小球速度最大時彈簧的壓縮量Δl1.(2)當球隨桿一起繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動時,彈簧伸長量為Δl2,求勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω.1.B解析:勻速圓周運動的速度大小不變,但方向時刻改變,所以不是勻速運動,選項A錯誤,B正確;速度的方向改變,就存在速度的變化量,由公式可知,一定存在加速度,不處于平衡狀態(tài),合外力不等于零,但不是恒量,選項C、D錯誤.2.C解析:物體做圓周運動就需要有向心力,向心力是由外界提供的,不是物體本身產(chǎn)生的,選項A、B錯誤;向心力總是與速度方向垂直,不做功,不能改變速度的大小,只改變速度的方向,選項C正確;向心力始終指向圓心,方向時刻在改變,向心力是變化的,選項D錯誤.3.B解析:P、Q兩點是同軸轉(zhuǎn)動,故角速度相等,即ωP=ωQ;根據(jù)v=ωr可知,因rQ>rP,故vP<vQ,選項B正確.4.A解析:A為雙曲線的一個分支,可知A的向心加速度與半徑成反比,由an=eq\f(v2,r)知,A的線速度不變.B為過原點的傾斜直線,可知B的向心加速度與半徑成正比,由an=ω2r知,B的角速度不變,選項A正確.5.A解析:由題意知兩者的角速度相等,因為rA∶rB=1∶2,根據(jù)公式F=mω2r可得F2=mBωeq\o\al(2,B)rB,F(xiàn)1-F2=mAωeq\o\al(2,A)rA,解得eq\f(F1,F2)=eq\f(5,4),選項A正確.6.C解析:大輪半徑是小輪半徑的3倍,C點離大輪軸距離等于小輪半徑,A、C兩點共軸轉(zhuǎn)動,角速度相等,由v=rω得,線速度之比為3∶1,而A、B的線速度大小相等,所以三點的線速度大小之比為3∶3∶1,選項C正確.7.AD解析:因為A、B兩調(diào)整重心的金屬塊固定在風(fēng)扇上,因此兩者繞軸O一起轉(zhuǎn)動,具有相同的角速度,ωA=ωB=ω,根據(jù)向心加速度公式a=rω2,得aA<aB,由線速度與角速度的關(guān)系v=rω得vA<vB,由向心力公式F=mrω2,得FA<FB,選項A、D正確.8.BD解析:小球只受重力和繩的拉力作用,二者合力提供向心力,選項A、C錯誤,B正確;根據(jù)幾何關(guān)系可知,向心力大小為Fn=mgtanθ,選項D正確.9.AC解析:由v=eq\f(s,t)知,eq\f(vA,vB)=eq\f(2,3),選項A正確;由ω=eq\f(θ,t),知eq\f(ωA,ωB)=eq\f(3,2),選項B錯誤;eq\f(TA,TB)=eq\f(ωB,ωA)=eq\f(2,3),選項C正確.10.AD解析:飛鏢做平拋運動,在水平方向做勻速運動,則飛鏢擊中P點所需的時間為eq\f(L,v0),選項A正確;當飛鏢擊中P點時,P點應(yīng)該在最低點,則圓盤的半徑為R=eq\f(1,2)h=eq\f(1,2)·eq\f(1,2)geq\f(L2,veq\o\al(2,0))=eq\f(gL2,4veq\o\al(2,0)),選項B錯誤;圓盤轉(zhuǎn)動的角速度滿足ωt=2nπ+π(n=0,1,2,…),當n=0時角速度最小,則最小值為eq\f(πv0,L),選項C錯誤;P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度為v=ωR=eq\f((2nπ+π)v0,L)·eq\f(gL2,4veq\o\al(2,0))=eq\f((2nπ+π)gL,4v0)(n=0,1,2,…),當n=2時,v=eq\f(5πg(shù)L,4v0),選項D正確.11.解:(1)子彈做平拋運動,水平方向2R=v0t豎直方向vt=eq\f(1,2)gt2解得v0=eq\f(Rg,v)(2)圓筒轉(zhuǎn)動的角度是2π的整數(shù)倍2πn=ωt(n=1,2,3,…)下落時間t=eq\f(2v,g)解得ω=eq\f(nπg(shù),v)(n=1,2,3,…)12.解:(1)小球從彈簧的原長位置靜止釋放時,根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ=ma解得a=gsinθ小球速度最大時其加

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