（廣東專用）高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第11講 圓周運(yùn)動(dòng)（含解析）

課時(shí)作業(yè)(十一)[第11講圓周運(yùn)動(dòng)]eq\a\vs4\al\co1(基礎(chǔ)熱身)1．一只小狗拉著雪橇在水平冰面上沿著圓弧形的道路勻速行駛，圖K11－1為雪橇受到的牽引力F及滑動(dòng)摩擦力F1的示意圖(O為圓心)，其中正確的是()ABCD圖K11－12．一根細(xì)繩一端系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端懸在光滑水平桌面上方h處，繩長(zhǎng)l大于h，使小球在桌面上做如圖K11－2所示的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若使小球不離開(kāi)桌面，其轉(zhuǎn)速最大值是()圖K11－2A.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,h))B．πeq\r(gh)C.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))D．2πeq\r(\f(l,g))3．如圖K11－3所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤(pán)上隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)，圖中c沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說(shuō)法正確的是()圖K11－3A．當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閍方向B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為b方向C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為c方向D．當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為d方向4．·蘭州模擬上海磁懸浮線路的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)到8000m，近距離用肉眼看幾乎是一條直線，而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達(dá)到1300m．一個(gè)質(zhì)量為50kg的乘客坐在車(chē)上以360km/h不變速率隨車(chē)駛過(guò)半徑2500m彎道，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．乘客受到的向心力大小約為200NB．乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小約為200NC．乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小約為539ND．彎道半徑設(shè)計(jì)特別大可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)更舒適5．(雙選)鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形設(shè)計(jì)的．彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車(chē)在彎道上的行駛速率v有關(guān)．下列說(shuō)法正確的是()A．v一定時(shí)，r越小則要求h越大B．v一定時(shí)，r越大則要求h越大C．r一定時(shí)，v越小則要求h越大D．r一定時(shí)，v越大則要求h越大6．·常州模擬一小球質(zhì)量為m，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸繩(不可伸長(zhǎng)，質(zhì)量不計(jì))固定于O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方eq\f(L,2)處釘有一顆釘子，如圖K11－4所示，將懸線沿水平方向拉直無(wú)初速釋放后，當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖K11－4A．小球線速度沒(méi)有變化B．小球的角速度突然增大到原來(lái)的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原來(lái)的2倍D．懸線對(duì)小球的拉力突然增大到原來(lái)的2倍eq\a\vs4\al\co1(技能強(qiáng)化)7．·合肥模擬如圖K11－5所示，傾斜軌道AC與有缺口的圓軌道BCD相切于C，圓軌道半徑為R，兩軌道在同一豎直平面內(nèi)，D是圓軌道的最高點(diǎn)，缺口DB所對(duì)的圓心角為90°，把一個(gè)小球從斜軌道上某處由靜止釋放，它下滑到C點(diǎn)后便進(jìn)入圓軌道，要想使它上升到D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)，不計(jì)摩擦，則下列說(shuō)法正確的是()圖K11－5A．釋放點(diǎn)須與D點(diǎn)等高B．釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高eq\f(R,4)C．釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高eq\f(R,2)D．使小球經(jīng)D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)是不可能的8．·大理模擬如圖K11－6所示，質(zhì)量為m的飛機(jī)以恒定速率v在空中水平盤(pán)旋，其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，重力加速度為g，則此時(shí)空氣對(duì)飛機(jī)的作用力大小為()圖K11－6A．meq\f(v2,R)B．mgC．meq\r(g2＋\f(v4,R2))D．meq\r(g2－\f(v4,R2))9．有一種叫“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目，示意圖如圖K11－7所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣，轉(zhuǎn)盤(pán)可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ，不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω與夾角θ的關(guān)系．圖K11－7eq\a\vs4\al\co1(挑戰(zhàn)自我)10．·汕頭模擬物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力F需由物體運(yùn)動(dòng)情況決定，合力提供的向心力F供由物體受力情況決定．若某時(shí)刻F需＝F供，則物體能做圓周運(yùn)動(dòng)；若F需>F供，物體將做離心運(yùn)動(dòng)；若F需<F供，物體將做近心運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)有一根長(zhǎng)L＝1m的剛性輕繩，其一端固定于O點(diǎn)，另一端系著質(zhì)量m＝0.5kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，將小球提至O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)處，此時(shí)繩剛好伸直且無(wú)張力，如圖K11－8所示．不計(jì)空氣阻力，g取10m/s(1)為保證小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)至少應(yīng)施加給小球多大的水平速度？(2)在小球以速度v1＝4m/s水平拋出的瞬間，(3)在小球以速度v2＝1m/s水平拋出的瞬間，繩中若有張力，求其大??；若無(wú)張力，圖K11－8

課時(shí)作業(yè)(十一)1．C[解析]雪橇做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，牽引力F及滑動(dòng)摩擦力F1的合力提供向心力，指向圓心，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力F1是阻力，與線速度反向，D項(xiàng)錯(cuò)誤．2．A[解析]轉(zhuǎn)速最大時(shí)，小球?qū)ψ烂鎰偤脽o(wú)壓力，則F向＝mgtanθ＝mω2lsinθ，即ω＝eq\r(\f(g,lcosθ))，其中cosθ＝eq\f(h,l)，所以n＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,h))，故選A.3．D[解析]物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，徑向方向一定受力；勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，切向方向不受力，且變速轉(zhuǎn)動(dòng)，切向方向一定受力，且加速沿a的方向，減速沿a的反方向．摩擦力即為徑向方向和切向方向上的合力．由此可知D正確．4．B[解析]根據(jù)向心力公式有F向＝meq\f(v2,r)＝200N，A正確；彎道半徑越大，向心力越小，乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)感覺(jué)更舒適，D正確；乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小為F＝eq\r(（mg）2＋Feq\o\al(2,向))＝eq\r(5002＋)N≈539N，B錯(cuò)誤，C正確．5．AD[解析]設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為θ，由mgtanθ＝meq\f(v2,r)，得tanθ＝eq\f(v2,gr).可見(jiàn)v一定時(shí)，r越大，tanθ越小，內(nèi)外軌道的高度差h越小，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)r一定時(shí)，v越大，tanθ越大，內(nèi)外軌道的高度差越大，故C錯(cuò)誤，D正確．6．D[解析]在小球通過(guò)最低點(diǎn)的瞬間，水平方向上不受外力作用，小球的切向加速度等于零，因此小球的線速度不會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)A正確；在線速度不變時(shí)，半徑r突然減小到原來(lái)的一半，由v＝ωr可知角速度增大為原來(lái)的2倍，選項(xiàng)B正確；由a＝eq\f(v2,r)，可知向心加速度增大到原來(lái)的2倍，選項(xiàng)C正確；在最低點(diǎn)有F－mg＝ma，可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．D[解析]小球剛好過(guò)D點(diǎn)的速度為vD，由mg＝meq\f(veq\o\al(2,D),R)得，vD＝eq\r(gR)，當(dāng)落至與B點(diǎn)等高的水平面上時(shí)，平拋的水平位移x＝vDeq\r(\f(2R,g))＝eq\r(2)R＞R，故經(jīng)過(guò)D點(diǎn)后小球不可能落至B點(diǎn)，只有D正確．8．C[解析]飛機(jī)在空中水平盤(pán)旋時(shí)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力和空氣的作用力兩個(gè)力的作用，其合力提供向心力Fn＝meq\f(v2,R).飛機(jī)受力情況示意圖如圖所示，根據(jù)勾股定理得：F＝eq\r(mg2＋Feq\o\al(2,n))＝meq\r(g2＋\f(v4,R2)).9．ω＝eq\r(\f(gtanθ,r＋Lsinθ))[解析]設(shè)座椅的質(zhì)量為m，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，座椅的運(yùn)動(dòng)半徑為R＝r＋Lsinθ受力分析如圖所示，由牛頓第二定律，有mgtanθ＝mω2R聯(lián)立解得ω＝eq\r(\f(gtanθ,r＋Lsinθ)).10．(1)eq\r(10)m/s(2)3N(3)0.6s[解析](1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件在A點(diǎn)為重力剛好提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即mg＝meq\f(veq\o\al(2,0),L)解得v0＝eq\r(gL)＝eq\r(