2020-2021物理第二冊(cè)提升訓(xùn)練：第六章 階段回顧（第1～3節(jié)）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2020-2021學(xué)年新教材物理人教版必修第二冊(cè)提升訓(xùn)練：第六章階段回顧（第1～3節(jié)）含解析階段回顧(第1~3節(jié))易錯(cuò)點(diǎn)一對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的理解不清晰1．（多選）關(guān)于向心加速度，以下說(shuō)法中正確的是(）A．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),向心加速度就是物體的合加速度B．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度就是物體的合加速度C．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度越大，線(xiàn)速度就越大D．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度越大，線(xiàn)速度的方向變化越快答案AD解析物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度就是物體的合加速度，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),向心加速度只是合加速度的一個(gè)分量，A正確，B錯(cuò)誤；物體做(勻速)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度描述線(xiàn)速度方向變化的快慢，只有當(dāng)運(yùn)動(dòng)半徑一定時(shí)，向心加速度越大，線(xiàn)速度越大，C錯(cuò)誤,D正確。易錯(cuò)點(diǎn)二描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系理解不到位2．（多選）小金屬球質(zhì)量為m，用長(zhǎng)L的輕懸線(xiàn)固定于O點(diǎn),在O點(diǎn)的正下方eq\f(L,2)處釘有一顆釘子P，把懸線(xiàn)沿水平方向拉直，如圖所示，若無(wú)初速度釋放小球。當(dāng)懸線(xiàn)碰到釘子后的瞬間（設(shè)線(xiàn)沒(méi)有斷)（)A．小球的角速度突然增大B．小球的線(xiàn)速度突然減小到零C．小球的向心加速度突然增大D．小球的線(xiàn)速度突然增大答案AC解析由題意知，當(dāng)懸線(xiàn)與釘子相碰時(shí)，懸線(xiàn)仍然豎直，小球在豎直方向仍然只受重力和懸線(xiàn)的拉力，故其運(yùn)動(dòng)方向不受力，線(xiàn)速度大小不變；又角速度ω＝eq\f(v,r)，r減小，所以ω增大；向心加速度an＝eq\f(v2，r），r減小，則an也增大，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。易錯(cuò)點(diǎn)三忽視圓周運(yùn)動(dòng)的周期性而出錯(cuò)3.如圖所示，用薄紙做成的圓筒，直徑為D，水平放置，繞圓筒軸線(xiàn)OO′以角速度ω0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。一玩具手槍發(fā)出的子彈,沿水平方向勻速飛來(lái)（不計(jì)子彈重力影響），沿圓筒的直徑方向擊穿圓筒后飛出（設(shè)薄紙對(duì)子彈的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)影響且認(rèn)為紙筒沒(méi)有發(fā)生形變），結(jié)果在圓筒上只留下子彈的一個(gè)洞痕，求子彈的速度。答案eq\f(Dω0,2n＋1π）(n＝0，1，2，3，…）解析由于子彈在圓筒上只留下了一個(gè)洞痕，設(shè)子彈穿過(guò)圓筒的時(shí)間為t,考慮勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性，故有π＋2nπ＝ω0t(n＝0,1,2,3，…)解得t＝eq\f（2n＋1π，ω0）(n＝0,1，2，3，…)，所以子彈的速度v＝eq\f（D,t）＝eq\f(Dω0,2n＋1π）(n＝0,1,2,3，…）.4．用如圖所示的裝置可以測(cè)量彈簧槍發(fā)射子彈的出口速度。在一根水平軸MN上相隔L安裝兩個(gè)平行的薄圓盤(pán),兩圓盤(pán)可以繞水平軸MN一起勻速運(yùn)動(dòng).彈簧槍緊貼左盤(pán)沿水平方向在水平軸MN的正上方射出一顆子彈，子彈穿過(guò)兩個(gè)薄圓盤(pán)，并在圓盤(pán)上留下兩個(gè)小孔A和B(設(shè)子彈穿過(guò)B時(shí)還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)軸的下方）。若測(cè)得兩個(gè)小孔距水平軸MN的距離分別為RA和RB,它們所在的半徑按轉(zhuǎn)動(dòng)方向由B到A的夾角為φ(φ為銳角)。已知重力加速度為g,求:(1）彈簧槍發(fā)射子彈的出口速度；（2)圓盤(pán)繞MN軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;（3）若用一橡皮泥將A孔堵上，則橡皮泥的向心加速度的大小是多少？答案（1）Leq\r(\f（g，2RA－RB)）（2)（2nπ＋φ)eq\r(\f(g，2RA－RB)）(n＝0,1，2，…）（3）eq\f（2nπ＋φ2RAg,2RA－RB）（n＝0,1,2,…）解析(1)以子彈為研究對(duì)象，在從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得RA－RB＝eq\f（1,2）gt2，x＝L＝v0t聯(lián)立解得彈簧槍發(fā)射子彈的出口速度v0＝Leq\r(\f（g,2RA－RB)).(2）子彈從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為t＝eq\f(L,v0）＝eq\r(\f（2RA－RB,g)）在此過(guò)程中，圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為θ＝2nπ＋φ（n＝0，1,2，…）所以圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω＝eq\f(θ，t)＝(2nπ＋φ）eq\r（\f(g，2RA－RB））（n＝0,1，2，…）。（3）橡皮泥的角速度與圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等,所以橡皮泥的向心加速度為an＝ω2RA＝eq\f（2nπ＋φ2RAg，2RA－RB)（n＝0,1,2，…）.易錯(cuò)點(diǎn)四不能準(zhǔn)確判定圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界條件5.（多選)如圖所示，A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上,動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量均為m，A、B離軸的距離為R，C離軸的距離為2RA．C物體的向心加速度最大B．B物體所受的靜摩擦力最小C．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C比A先滑動(dòng)D．當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，B比A先滑動(dòng)答案ABC解析根據(jù)公式an＝ω2r可知C物體的向心加速度最大,故A正確；向心力由靜摩擦力提供，則有f＝Fn＝mω2r，可知物體B受到的靜摩擦力最小，故B正確;當(dāng)靜摩擦力最大時(shí)，物體相對(duì)圓臺(tái)恰好不滑動(dòng)，則有μmg＝mω2r，即ω＝eq\r（\f（μg，r）），由于C離軸的距離最大，A、B離軸的距離相等，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C先滑動(dòng)，然后A、B一起滑動(dòng),故C正確，D錯(cuò)誤。重難點(diǎn)一皮帶傳動(dòng)與同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題1．如圖所示，在輪B上固定有同軸小輪A，輪B通過(guò)皮帶帶動(dòng)輪C，皮帶和兩輪之間沒(méi)有滑動(dòng)，A、B、C三輪的半徑依次為r1、r2和r3，繞在A(yíng)輪上的繩子,一端固定在A(yíng)輪邊緣上，另一端系有重物P，當(dāng)重物P以速率v勻速下落時(shí)，C輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為_(kāi)_______。答案eq\f(r2,r1r3）v解析A輪與重物P相連，當(dāng)重物P以速率v勻速下落時(shí),A輪邊緣的線(xiàn)速度vA＝v，A、B兩輪共軸,角速度相等,則B輪邊緣的線(xiàn)速度vB＝eq\f（r2,r1)v，由于B輪和C輪是皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線(xiàn)速度的大小與皮帶的線(xiàn)速度大小相同，故C輪邊緣的線(xiàn)速度vC＝vB＝eq\f（r2，r1）v,則C輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ωC＝eq\f(vC，r3）＝eq\f(r2，r1r3)v。2．如圖所示的傳動(dòng)裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩輪用皮帶傳動(dòng),三輪的半徑大小關(guān)系是rA＝rC＝2rB。若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點(diǎn)的角速度之比、線(xiàn)速度之比、加速度之比.答案1∶2∶21∶1∶21∶2∶4解析A、B兩輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線(xiàn)速度大小相等，即va∶vb＝1∶1①由v＝ωr得ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2②B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則B、C兩輪的角速度相同，即ωb∶ωc＝1∶1③由v＝ωr得vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2④由②③式得ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2由①④式得va∶vb∶vc＝1∶1∶2由a＝vω知加速度之比為aa∶ab∶ac＝1∶2∶4.重難點(diǎn)二類(lèi)圓錐擺問(wèn)題3．如圖所示，一軸豎直的錐形漏斗，內(nèi)壁光滑，內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量不相同的小球A、B各自在不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知mA<mB，則下列關(guān)系正確的是（)A．線(xiàn)速度vA〈vBB．角速度ωA＝ωBC．向心加速度aA＝aBD．小球?qū)β┒返膲毫A>NB答案C解析設(shè)漏斗內(nèi)壁母線(xiàn)與水平方向的夾角為θ。以任意一個(gè)小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況：受重力mg和漏斗內(nèi)壁的支持力N,它們的合力提供向心力，如圖所示，則根據(jù)牛頓第二定律得:mgtanθ＝meq\f(v2,r)，得v＝eq\r（grtanθ），θ一定，則v與eq\r(r)成正比，A球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,所以vA＞vB，故A錯(cuò)誤；角速度ω＝eq\f(v,r)＝eq\r（\f(gtanθ,r))，則角速度ω與eq\r（r)成反比，所以角速度ωA＜ωB，B錯(cuò)誤；向心加速度an＝eq\f(Fn,m）＝eq\f(mgtanθ，m）＝gtanθ，與半徑r無(wú)關(guān)，故aA＝aB，C正確;漏斗內(nèi)壁對(duì)小球的支持力N＝eq\f(mg,cosθ)，θ相同,mA＜mB，則NA＜NB,故D錯(cuò)誤。4．（多選）有一種雜技表演叫“飛車(chē)走壁"，由雜技演員駕駛摩托車(chē)沿圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示，圖中虛線(xiàn)表示摩托車(chē)的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h,下列說(shuō)法中正確的是(）A．h越高，摩托車(chē)對(duì)側(cè)壁的壓力將越大B．h越高，摩托車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度將越大C．h越高，摩托車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將越大D．h越高，摩托車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力將越大答案BC解析摩托車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的是重力mg和支持力F的合力，受力分析如圖所示。側(cè)壁對(duì)摩托車(chē)的支持力F＝eq\f(mg，cosθ）不變，與高度h無(wú)關(guān),則由牛頓第三定律可知摩托車(chē)對(duì)側(cè)壁的壓力大小不變，故A錯(cuò)誤；向心力Fn＝mgtanθ，m和θ不變,則向心力大小不變，與高度h無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤；根據(jù)Fn＝meq\f（v2，r)，h越高，r越大，F(xiàn)n不變，則v越大,故B正確；根據(jù)Fn＝mreq\f（4π2，T2），h越高，r越大,Fn不變，則T越大，故C正確.5．兩個(gè)質(zhì)量相同的小球a、b用長(zhǎng)度不等的細(xì)線(xiàn)拴在天花板上的同一點(diǎn)并在空中同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則關(guān)于a、b兩小球說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)球角速度大于b球角速度B．a(chǎn)球線(xiàn)速度大于b球線(xiàn)速度C．a(chǎn)球向心力等于b球向心力D．a(chǎn)球向心加速度小于b球向心加速度答案B解析對(duì)其中一個(gè)小球受力分析，如圖，受重力、繩子的拉力,由于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),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(guān)系得:Fn＝mgtanθ①；由向心力公式得：Fn＝mω2r②；設(shè)球與懸掛點(diǎn)間的高度差為h，由幾何關(guān)系得:r＝htanθ③；由①②③三式得：ω＝eq\r(\f（g，h）)，與繩子的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑無(wú)關(guān)，與高度h有關(guān)，而兩球到懸點(diǎn)的高度相同,則有ωa＝ωb，故A錯(cuò)誤；因兩球角速度相等，由v＝ωr,兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑ra＞rb,則線(xiàn)速度va＞vb,故B正確;由Fn＝mω2r,兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑ra＞rb,而質(zhì)量m和角速度ω相等，則向心力Fa＞Fb，故C錯(cuò)誤;由a＝ω2r，角速度相等而轉(zhuǎn)動(dòng)半徑ra＞rb,則向心加速度aa＞ab,故D錯(cuò)誤。重難點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的問(wèn)題6。利用如圖所示的方法測(cè)定細(xì)線(xiàn)的抗拉強(qiáng)度。在長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)下端懸掛一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的小盒,小盒的左側(cè)開(kāi)一孔，一個(gè)金屬小球從斜軌道上釋放后，水平進(jìn)入小盒內(nèi),與小盒一起向右擺動(dòng).現(xiàn)逐漸增大金屬小球在軌道上釋放時(shí)的高度，直至擺動(dòng)時(shí)細(xì)線(xiàn)恰好被拉斷，并測(cè)得此時(shí)金屬小球與盒一起做平拋運(yùn)動(dòng)的豎直位移h和水平位移x，若小球質(zhì)量為m，已知重力加速度為g，試求：（1）金屬小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為多少？(2)該細(xì)線(xiàn)的抗拉斷張力為多大？答案（1)xeq\r(\f(g，2h）)(2）mgeq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(1＋\f（x2，2hL）)）解析(1)細(xì)線(xiàn)被拉斷后,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得h＝eq