高考物理一輪復習 第四章 曲線運動 萬有引力與航天 第3節(jié) 圓周運動練習 新人教版

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1、 第四章 第三節(jié) 圓周運動 [A級—基礎練] 1.(2018滄州模擬)如圖所示，在一個水平圓盤上有一個木塊P隨圓盤一起繞過O點的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，下面說法中錯誤的是(　　) A．圓盤勻速轉(zhuǎn)動的過程中，P受到的靜摩擦力的方向指向O點 B．圓盤勻速轉(zhuǎn)動的過程中，P受到的靜摩擦力為零 C．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，P受到的靜摩擦力的大小跟P到O點的距離成正比 D．在P到O點的距離一定的條件下，P受到的靜摩擦力的大小跟圓盤勻速轉(zhuǎn)動的角速度平方成正比 解析：B　[圓盤在勻速轉(zhuǎn)動的過程中，P靠靜摩擦力提供向心力，方向指向O點，故A正確，B錯誤；在轉(zhuǎn)速一定的條件下，角速度不變，根據(jù)Ff

2、＝mω2r知，靜摩擦力的大小跟P到O點的距離成正比，故C正確；在P到O點的距離一定的條件下，根據(jù)Ff＝mω2r知，靜摩擦力的大小與圓盤轉(zhuǎn)動的角速度平方成正比，故D正確．] 2．(08786352)(2018銅陵模擬)如圖所示的齒輪傳動裝置中，主動輪的齒數(shù)z1＝24，從動輪的齒數(shù)z2＝8，當主動輪以角速度ω順時針轉(zhuǎn)動時，從動輪的運動情況是(　　) A．順時針轉(zhuǎn)動，周期為 B．逆時針轉(zhuǎn)動，周期為 C．順時針轉(zhuǎn)動，周期為 D．逆時針轉(zhuǎn)動，周期為 解析：B　[齒輪不打滑，說明邊緣點線速度相等，主動輪順時針轉(zhuǎn)動，故從動輪逆時針轉(zhuǎn)動，主動輪的齒數(shù)z1＝24，從動輪的齒數(shù)z2＝8，故大輪與

3、小輪的半徑之比為R∶r＝24∶8＝3∶1，根據(jù)v＝rω得＝＝，解得從動輪的角速度為ω2＝3ω1＝3ω，根據(jù)ω＝得，從動輪的周期為T＝＝，故選項A、C、D錯誤，B正確．] 3. (2018廣州模擬)“玉兔號”月球車依靠太陽能電池板提供能量，如圖ABCD是一塊矩形電池板，能繞CD轉(zhuǎn)動，E為矩形的幾何中心(未標出)，則電池板旋轉(zhuǎn)過程中(　　) A．B、E兩點的轉(zhuǎn)速相同 B．A、B兩點的角速度不同 C．A、B兩點的線速度不同 D．A、E兩點的向心加速度相同 解析：A　[根據(jù)題意，繞CD勻速轉(zhuǎn)動的過程中，電池板上各點的角速度相同，則轉(zhuǎn)速相等，故A正確，B錯誤；根據(jù)線速度與角速度關系式v

4、＝ωr，轉(zhuǎn)動半徑越小，線速度也越小，由幾何關系可知A、B兩點的線速度相等，故C錯誤；A、E兩點因角速度相同，半徑不同，由向心加速度的公式a＝ω2r可知，它們的向心加速度不同，故D錯誤．] 4.(08786353)有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的內(nèi)側(cè)壁高速行駛，做勻速圓周運動，圖中虛線表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h.下列說法中正確的是(　　) A．h越高，摩托車對側(cè)壁的壓力將越大 B．h越高，摩托車做圓周運動的線速度將越大 C．h越高，摩托車做圓周運動的角速度將越大 D．h越高，摩托車做圓周運動的向心力將越大 解析：B　[摩托車

5、受力如圖所示，側(cè)壁對車的彈力FN＝，向心力Fn＝mgcot θ，當h變化時，θ角保持不變，所以摩托車對側(cè)壁的壓力大小以及摩托車做圓周運動的向心力大小不隨h變化， 選項A、D錯誤；由牛頓第二定律得mgcot θ＝m＝mω2r，解得v＝，ω＝ ，h越高，r越大，故h越高，摩托車做圓周運動的線速度越大，角速度將越小，選項B正確，C錯誤．] 5.如圖所示的雜技演員在表演“水流星”的節(jié)目時，盛水的杯子經(jīng)過最高點杯口向下時水也不灑出來．對于杯子經(jīng)過最高點時水的受力情況，下列說法正確的(　　) A．水處于失重狀態(tài)，不受重力的作用 B．水受平衡力的作用，合力為零 C．由于水做圓周運動，因此必然受

6、到重力和向心力的作用 D．杯底對水的作用力可能為零 解析：D　[失重狀態(tài)是物體對支持物(或繩)的彈力小于重力，但物體所受重力不變，選項A錯誤；水受力不平衡，有向心加速度，選項B錯誤；向心力不是性質(zhì)力，本題中向心力由重力和彈力的合力提供，選項C錯誤；當重力恰好提供水做圓周運動的向心力時，杯底對水的作用力為零，選項D正確．] 6．(08786354)(2018山東文登市上學期期中)如圖所示，質(zhì)量為m的小環(huán)套在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑大圓環(huán)軌道上做圓周運動．小環(huán)經(jīng)過大圓環(huán)最高點時，下列說法錯誤的是(　　) A．小環(huán)對大圓環(huán)的壓力可以等于mg B．小環(huán)對大圓環(huán)的拉力可以等于mg C．

7、小環(huán)的線速度大小不可能小于 D．小環(huán)的向心加速度可以等于g 解析：C　[小環(huán)到達最高點的最小速度可以是零，可以小于，可以大于，當速度大于時，大環(huán)對小環(huán)有向下的壓力，可以等于mg.當速度等于零時，大環(huán)對小環(huán)有向上的拉力，等于mg.當環(huán)之間作用力為零時，小環(huán)只受重力，加速度為g.綜合以上分析，選C.] 7.(2018洛陽模擬)如圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動．若摩托車發(fā)生滑動，則下列論述正確的是(　　) A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用 B．摩托車所受合外力提供的向心力小于所需要的向心力

8、 C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑出去 D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑出去 解析：B　[摩托車做圓周運動需要向心力，不受到沿半徑方向向外的離心力作用，故A錯誤；若摩托車發(fā)生滑動，摩托車做離心運動是因為所受外力的合力小于所需的向心力，故B正確；摩托車受到與速度方向垂直的摩擦力的作用，即使該摩擦力小于需要的向心力，但仍然能夠改變車的運動的方向，使車不會沿其線速度的方向沿直線滑出去，故C錯誤；摩托車做圓周運動的線速度沿半徑的切線方向，不可能會沿其半徑方向沿直線滑出去，故D錯誤．] 8．(08786355)汽車以相同的速率通過拱橋時(　　) A．在最高點汽車對橋的壓力一定大于汽車的重力

9、 B．在最高點汽車對橋的壓力一定等于汽車的重力 C．在最高點汽車對橋的壓力一定小于汽車的重力 D．汽車以恒定的速率過橋時，汽車所受的合力一定為零 解析：C　[汽車通過拱橋最高點時，受重力mg和向上的支持力FN，其合力提供向心力，合力一定不等于零，則由牛頓第二定律得mg－FN＝m，解得FN＝mg－m＜mg，根據(jù)牛頓第三定律得車對橋的壓力等于橋?qū)嚨闹С至?，所以在最高點汽車對橋的壓力一定小于汽車的重力，故選項A、B、D錯誤，C正確．] [B級—能力練] 9. (2018河北石家莊質(zhì)檢)如圖所示，長為3L的輕桿可繞光滑水平轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動，在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A、B，球A距軸O的距離為

10、L.現(xiàn)給系統(tǒng)一定能量，使桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動．當球B運動到最高點時，水平轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力恰好為零，忽略空氣阻力，已知重力加速度為g，則球B在最高點時，下列說法正確的是(　　) A．球B的速度為零 B．球B的速度為 C．球A的速度為 D．桿對球B的彈力方向豎直向上 解析：C　[水平轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力為零，這說明A、B對桿的作用力是一對平衡力，由于A所受桿的彈力必豎直向上，故B所受桿的彈力必豎直向下，且兩力大小相等，D錯誤．對A球有F－mg＝mω2L，對B球有F＋mg＝mω22L，由以上兩式解得ω＝，則A球的速度vA＝ωL＝，C正確；B球的速度vB＝ω2L＝2，A、B錯誤．]

11、 10．(08786356)(2016新課標Ⅱ)小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示．將兩球由靜止釋放．在各自軌跡的最低點(　　) A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的動能一定小于Q球的動能 C．P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 解析：C　[A.小球擺動至最低點由動能定理：mgL＝mv2，可得：v＝，因LP＜LQ，故vP＜vQ，選項A錯誤；B.由Ek＝mgL，而mP＞mQ，則動能無法比較，選項B錯誤；C.在最低點，F(xiàn)T

12、－mg＝m，可得FT＝3mg，選項C正確；D.a＝＝2g，兩球的向心加速度相等，選項D錯誤，故選C.] 11.質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓管軌道內(nèi)運動，小球的直徑略小于圓管的直徑，如圖所示．已知小球以速度v通過最高點時對圓管的外壁的壓力大小恰好為mg，則小球以速度通過圓管的最高點時(　　) A．小球?qū)A管的內(nèi)、外壁均無壓力 B．小球?qū)A管的外壁壓力等于mg C．小球?qū)A管的內(nèi)壁壓力等于mg D．小球?qū)A管的內(nèi)壁壓力等于mg 解析：C　[以小球為研究對象，小球通過最高點時，由牛頓第二定律得mg＋mg＝m，當小球以速度通過圓管的最高點，由牛頓第二定律得mg＋FN＝m，解以上

13、兩式得FN＝－ mg，負號表示圓管對小球的作用力向上，即小球?qū)A管的內(nèi)壁壓力等于mg，故選項C正確．] 12.小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動．當球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖所示．已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為d，重力加速度為g，忽略手的運動半徑和空氣阻力． (1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2； (2)求繩能承受的最大拉力； (3)改變繩長，使球重復上述運動，若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應是多少？最大水平

14、距離為多少？ 解析：(1)設繩斷后球飛行時間為t，由平拋運動規(guī)律得 豎直方向d＝gt2 水平方向d＝v1t 解得v1＝ 在豎直方向上有v＝2gd， 則v－v＝2gd 解得v2＝ (2)設繩能承受的最大拉力大小為FT，這也是球受到繩的最大拉力大?。蜃鰣A周運動的半徑為R＝d 對小球在最低點由牛頓第二定律得 FT－mg＝ 解得FT＝mg (3)設繩長為l，繩斷時球的速度大小為v3，繩承受的最大拉力不變．由牛頓第二定律得 FT－mg＝ 解得v3＝ 繩斷后球做平拋運動，豎直位移為d－l， 水平位移為x，時間為t1，則 豎直方向d－l＝gt 水平方向x＝v3t1 解得x＝4 當l＝時，x有極大值，xmax＝ d. 答案：(1)　　(2)mg　(3)　d 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375