【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高一物理暑假作業(yè)5《圓周運(yùn)動(dòng)》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高一物理暑假作業(yè)5《圓周運(yùn)動(dòng)》。學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、選擇題（本題共6道小題）1.如圖所示,汽車車廂頂部懸掛一輕質(zhì)彈簧,彈簧拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球。當(dāng)汽車在水平面上勻速行駛時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,當(dāng)汽車以同一速度通過一個(gè)橋面為弧形的凸形橋的最高點(diǎn)時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,下列說法中正確的是()A.L1=L2

B.L1>L2C.L1<L2

D.前三種狀況均有可能2.如圖所示，水平地面上有一個(gè)坑，其豎直截面為半圓，O為圓心，AB為沿水平方向的直徑．若在A點(diǎn)以初速度v1沿AB方向平拋一小球，小球?qū)糁锌颖谏系淖畹忘c(diǎn)D點(diǎn)；若A點(diǎn)小球拋出的同時(shí)，在C點(diǎn)以初速度v2沿BA方向平拋另一相同質(zhì)量的小球并也能擊中D點(diǎn)．已知∠COD=60°，且不計(jì)空氣阻力，則（）A．兩小球同時(shí)落到D點(diǎn)B．兩小球在此過程中動(dòng)能的增加量相等C．在擊中D點(diǎn)前瞬間，重力對(duì)兩小球做功的瞬時(shí)功率之比為2：1D．兩小球初速度之比v1：v2=：33.一個(gè)小球在細(xì)繩的拉力作用下，繞某固定點(diǎn)在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，空氣阻力不計(jì)．小球在運(yùn)動(dòng)過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)變的物理量是（）A．速度B．角速度C．加速度D．機(jī)械能4.鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道凹凸是不同的，已知內(nèi)外軌道對(duì)水平面傾角為，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于，則A.內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓

B.外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓C.這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力大于

D.這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力小于5.如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3．若甲輪的角速度為ω1，則丙輪的角速度為（）A．B．C．D．6.以下說法中正確的是（）A．在光滑的水平冰面上，汽車可以轉(zhuǎn)彎B．火車轉(zhuǎn)彎速率大于規(guī)定的數(shù)值時(shí)，內(nèi)軌將會(huì)受壓力作用C．火車轉(zhuǎn)彎速率大于規(guī)定的數(shù)值時(shí)，外軌將會(huì)受壓力作用D．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的向心力由司機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤所供應(yīng)的力

二、試驗(yàn)題（本題共2道小題）7.小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)問后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱為：快速測(cè)量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過計(jì)算踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，推算自行車的騎行速度。經(jīng)過騎行，他得到如下的數(shù)據(jù)：在時(shí)間t內(nèi)腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為N；(1）那么腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度=

；(2）要推算自行車的騎行速度，從以下選項(xiàng)中選出還需要測(cè)量的物理量是(填寫前面的序號(hào))

；①.鏈條長(zhǎng)度L1

②.曲柄長(zhǎng)度L2

③.大齒輪的半徑r1④.小齒輪的半徑r2

⑤.自行車后輪的半徑R（3）自行車騎行速度的計(jì)算式v=

.（用所給物理量及所測(cè)物理量字母表示）8.一個(gè)有確定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng).用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度.試驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片.試驗(yàn)步驟:①如圖所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.②啟動(dòng)把握裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開頭打點(diǎn).③經(jīng)過一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量..某次試驗(yàn)測(cè)得圓盤半徑r=5.50×10-2m，得到的紙帶的一段如圖所示，求得角速度為_________rad/s（保留兩位有效數(shù)字）三、計(jì)算題（本題共3道小題）9.如圖所示，水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，一輕質(zhì)彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于O點(diǎn)．水平面右側(cè)有一豎直光滑圓形軌道在C點(diǎn)與水平面平滑連接，圓心O′，半徑R=0.4m．另一輕質(zhì)彈簧一端固定在O′點(diǎn)的軸上，一端拴著一個(gè)小球，彈簧的原長(zhǎng)為l0=0.5m，勁度系數(shù)k=10N/m．用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到B點(diǎn)（物體與彈簧不拴接），釋放后物塊恰運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)停止，BC間距離L=2m．換同種材料、質(zhì)量m2=0.2kg的物塊重復(fù)上述過程．（物塊、小球均視為質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2）求：（1）物塊m2到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc；（2）若小球的質(zhì)量也為m2，若物塊與小球碰撞后交換速度，論證小球是否能通過最高點(diǎn)D．若能通過，求出軌道最高點(diǎn)對(duì)小球的彈力FN；若不能通過，求出小球離開軌道時(shí)的位置和O′連線與豎直方向的夾角θ．10.如圖所示，圖中的裝置可測(cè)量子彈的速度，其中薄壁圓筒半徑為R，圓筒上的a、b兩點(diǎn)是一條直徑上的兩個(gè)端點(diǎn)（圖中OO′為圓筒軸線）。圓筒以速度v豎直向下勻速運(yùn)動(dòng)。若某時(shí)刻子彈沿圖示平面正好水平射入a點(diǎn)，且恰能經(jīng)b點(diǎn)穿出。（1）若圓筒勻速下落時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，求子彈射入a點(diǎn)時(shí)速度的大小；（2）若圓筒勻速下落的同時(shí)繞OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度條件。11.如圖所示，M是水平放置的半徑足夠大的圓盤，繞過其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，規(guī)定經(jīng)過圓心O點(diǎn)且水平向右為x軸正方向。在O點(diǎn)正上方距盤面高為h=5m處有一個(gè)可間斷滴水的容器，從t=0時(shí)刻開頭，容器沿水平軌道向x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知t=0時(shí)刻滴下第一滴水，以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面時(shí)再滴下一滴水。則：(取g=10m／s2)(1)每一滴水離開容器后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間滴落到盤面上?(2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同始終線上，圓盤的角速度應(yīng)為多大?(3)當(dāng)圓盤的角速度為1.5時(shí)，其次滴水與第三滴水在盤面上落點(diǎn)間的距離為2m，求容器的容器加速度。

試卷答案1.B2.解：A、平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度打算，高度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，可知兩球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不等，不能同時(shí)落到D點(diǎn)，故A錯(cuò)誤．B、依據(jù)動(dòng)能定理知，重力做功不同，則動(dòng)能的增加量不同，故B錯(cuò)誤．C、依據(jù)，以及P=mgvy知，重力做功的瞬時(shí)功率P=mgvy=，依據(jù)幾何關(guān)系知，下降的高度之比2：1，則重力做功的瞬時(shí)功率之比．故C錯(cuò)誤．D、由于平拋運(yùn)動(dòng)的高度之比為2：1，依據(jù)t=，則時(shí)間之比為，依據(jù)，由于水平位移之比為1：，解得兩小球初速度之比v1：v2=：3，故D正確．故選：D．3.解：A、小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，上升的過程，重力做負(fù)功，動(dòng)能減小，下降的過程中，動(dòng)能增加，可知線速度的大小在變化，依據(jù)知，角速度也在變化，加速度也變化．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．故選：D．4.本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)向心力的學(xué)問，意在考查同學(xué)的的應(yīng)用力氣?；疖嚨闹亓蛙壍缹?duì)火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時(shí)，此時(shí)火車的速度，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于時(shí)，向心力變小，需抵消一部分向心力，此時(shí)，內(nèi)軌擠壓向外擠壓火車的輪緣，故A正確、B錯(cuò)誤；當(dāng)內(nèi)外軌沒有擠壓力時(shí)，火車受重力和支持力，，由于內(nèi)軌對(duì)火車的作用力沿著軌道平面，可以把這個(gè)力分解為水平和豎直向上的兩個(gè)分力，由于豎直向上的分力的作用，使支持力變小，故C錯(cuò)誤、D正確；綜上答案AD5.由甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng)，相互之間不打滑知三者線速度相同，其半徑分別為r1、r2、r3則：ω1r1=ω2r2=ω3r3若甲輪的角速度為ω1解得：故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A．6.C向心力A、汽車在水平面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，靠靜摩擦力供應(yīng)向心力，光滑的水平冰面沒有靜摩擦力，故不能轉(zhuǎn)彎，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)火車速度大于規(guī)定速度時(shí)，火車所受的重力及軌道面的支持力供應(yīng)的向心力小于所需要的向心力，則不足的部分由外軌輪緣向內(nèi)的側(cè)壓力來供應(yīng)，則車輪輪緣會(huì)擠壓外軌．故B錯(cuò)誤，C正確．D、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的向心力由重力、軌道面的支持力、及軌道壓力供應(yīng)，故D錯(cuò)誤．故選：C7.

③④⑤

依據(jù)角速度得：踏腳板與牙盤共軸，所以角速度相等，飛輪與牙盤通過鏈條鏈接，所以線速度相等，設(shè)飛輪的角速度為ω′，測(cè)量出大齒輪的半徑r1、小齒輪的半徑r2，則再測(cè)量自行車后輪的半徑R，依據(jù)得：，故選③④⑤8.(1)0.28m/s或,與水平方向成450角(2)0.45m或9.解：（1）m1從B到C的過程：EP=μm1gLm2從B到C的過程：EP=μm2gL+m2聯(lián)立解得：vC=4m/s（2）碰后交換速度，小球以vC=4m/s向上運(yùn)動(dòng)，假設(shè)能到高點(diǎn)，從C到D的過程：m2﹣m2=﹣m2g?2R解得：vD=0m/s對(duì)D點(diǎn)：N+m2g﹣k（l0﹣R）=0而是實(shí)際上小球到達(dá)最高點(diǎn)速度至少為，故假設(shè)錯(cuò)誤，小球不行能通過最高點(diǎn)；小球離開軌道時(shí)的位置E和O'連線與豎直方向的夾角θ，此時(shí)小球速度vE由動(dòng)能定理：﹣=﹣m2g（R+Rcosθ）對(duì)E點(diǎn)：m2gcosθ﹣k′（l0﹣R）=m2聯(lián)立解得：cosθ=，即：θ=arccos答：（1）物塊m2到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC4m/s；（2）小球不能通過最高點(diǎn)D．夾角為arccos．10.11.【學(xué)問點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)；自由落體運(yùn)動(dòng)．D4A3【答案解析】（1）1s（2），其中k=1,2,3（3）解析：（1）離開容器后，每一滴水在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。則每一滴水滴落到盤面上所用時(shí)間s

（2分）（2）要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同始終線，則圓盤在1s內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧度為，k為不為零的正整數(shù)。由（2分）即，其中k=1,2,3，……

（1分）（3）其次滴水離開O點(diǎn)的距離為

（2分）第三滴水離開O點(diǎn)的距離為

（2分）又

（1分）即其次滴水和第三滴水分別滴落在圓盤上x軸方向及垂直x軸的方向上，所以

（1分）即