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1、
課時跟蹤檢測(十五) 圓周運動
高考??碱}型:選擇題+計算題
1.如圖1所示,物塊在水平圓盤上,與圓盤一起繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動,下列說法中正確的是( )
A.物塊處于平衡狀態(tài)
B.物塊受三個力作用 圖1
C.在角速度一定時,物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠,物塊越不容易脫離圓盤
D.在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時,物塊運動周期越小,越不容易脫離圓盤
2.變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度。如圖2所示是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖,圖中A輪有48齒,B輪有42齒,C輪有18齒,D輪有12齒,則(
2、)
A.該車可變換兩種不同擋位 圖2
B.該車可變換四種不同擋位
C.當A輪與D輪組合時,兩輪的角速度之比ωA∶ωD=1∶4
D.當A輪與D輪組合時,兩輪的角速度之比ωA∶ωD=4∶1
3.如圖3所示是一個玩具陀螺,a、b和c是陀螺表面上的三個點。當陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時,下列表述正確的是( )
A.a(chǎn)、b和c三點的線速度大小相等
B.b、c兩點的線速度始終相同
C.b、c兩點的角速度比a的大
D.b、c兩點的加速度比a點的大
3、 圖3
4.雨天的野外騎車時,在自行車的后輪輪胎上常會粘附一些泥巴,行駛時感覺很“沉重”。如果將自行車后輪撐起,使后輪離開地面而懸空,然后用手勻速搖腳踏板,使后輪飛速轉(zhuǎn)動,泥巴就被甩下來。如圖4所示,圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個特殊位置,則( ) 圖4
A.泥巴在圖中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度
B.泥巴在圖中的b、d位置時最容易被甩下來
C.泥巴在圖中的c位置時最容易被甩下來
D.泥巴在圖中的a位置時最容易被甩下來
5.(
4、2012·廣東高考)圖5是滑道壓力測試的示意圖,光滑圓弧軌道與光滑斜面相切,滑道底部B處安裝一個壓力傳感器,其示數(shù)FN表示該處所受壓力的大小。某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑,通過B 圖5
時,下列表述正確的有( )
A.FN小于滑塊重力 B.FN大于滑塊重力
C.FN越大表明h越大 .FN越大表明h越小
6.如圖6所示,長為 L的細繩一端固定,另一端系一質(zhì)量為m的小球。給小球一個合適的初速度,小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺,設(shè)細繩與豎直方向的夾角為θ。下列說法中正確的是( )
A.小球受重力、繩的拉力和向心力作用
B.小球做圓
5、周運動的半徑為L 圖6
C.θ越大,小球運動的速度越大
D.θ越大,小球運動的周期越大
7.如圖7所示,長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端有固定轉(zhuǎn)軸O。現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。P為圓周軌道的最高點。若小球通過圓周軌道最低點時的速度大小為 ,則以下判斷正確的是( )
A.小球不能到達P點 圖7
B.小球到達P點時的速度小于
C.小球能到達P點,但在P點不會受到輕桿的彈力
D.小球能到達P點,且在P點受到輕
6、桿向下的彈力
8.如圖8所示,兩段長均為L的輕質(zhì)線共同系住一個質(zhì)量為m的小球,另一端分別固定在等高的A、B兩點,A、B兩點間距也為L,今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,當小球到達最高點時速率為v,兩段線中張力恰好均為零,若小球到達最高點時速率為2v,則此時每段線中張力大小為( )
A.mg B.2mg 圖8
C.3mg D.4mg
9.如圖9所示,是某課外研究小組設(shè)計的可以用來測量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的裝置。該裝置上方是一與轉(zhuǎn)盤固定在一起有橫向均勻刻度的標尺,帶孔的小球穿在光滑細桿上與一輕彈簧相連,彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)動軸上,小球可沿桿自由滑動并隨轉(zhuǎn)盤
7、在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn) 圖9
盤不轉(zhuǎn)動時,指針指在O處,當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω1時,指針指在A處,當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω2時,指針指在B處,設(shè)彈簧均沒有超過彈性限度。則ω1與ω2的比值為( )
A. B.
C. D.
10.如圖10所示,兩個用相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動的輪A和B 水平放置,兩輪半徑RA=2RB。當主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時,在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對靜止在A輪邊緣上。若將小木塊放在B輪上,欲使木塊相對B輪也靜止,則木塊距B輪轉(zhuǎn)動軸的最大距離為( ) 圖10
A. B.
C. D.RB
11.
8、 (2012·重慶模擬)如圖11所示,半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同的速度進入管內(nèi)。A通過最高點C時,對管壁上部壓力為3mg,B通過最高點C時,對管壁下部壓力為0.75mg,求A、B兩球落地點間的距離。 圖11
12.(2012·唐山摸底)“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材。做該項運動時,健身者半馬步站立,手持太極球拍,拍上放一橡膠太極球,健身者舞動球拍時,球卻不會掉落地上?,F(xiàn)將太極球簡化成如圖12甲所示的平板和小球,熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運動,且在運動到圖中的A、B、C
9、、D位置時球與板間無相對運動趨勢。A為圓周的最高點,C為最低點,B、D與圓心O等高。設(shè)球的重力為1 N,不計拍的重力。求:
(1)健身者在C處所需施加的力比在A處大多少?
(2)設(shè)在A處時健身者需施加的力為F,當球運動到B、D位置時,板與水平方向需有一定的夾角θ,請作出tan θ-F的關(guān)系圖象。
圖12
答 案
課時跟蹤檢測(十五) 圓周運動
1.選B 對物塊進行受力分析可知,物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個力作用,合力提供向心力,A錯,B正確。根據(jù)向心力公式Fn=mrω2可知,當ω一定時,半徑越大,所需的向心力越大,越容
10、易脫離圓盤;根據(jù)向心力公式Fn=mr()2可知,當物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時,周期越小,所需向心力越大,越容易脫離圓盤,C、D錯誤。
2.選BC 該車可變換四種不同擋位,分別為A與C、A與D、B與C、B與D,A錯誤,B正確;當A輪與D輪組合時,由于兩輪齒數(shù)可知,當A輪轉(zhuǎn)動一周時,D輪要轉(zhuǎn)4周,故ωA∶ωD=1∶4,C正確,D錯誤。
3.選D 當陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時,a、b和c三點的角速度相同,a半徑小,線速度要比b、c的小,A、C錯;b、c兩點的線速度大小始終相同,但方向不相同,B錯;由a=ω2r可得b、c兩點的加速度比a點的大,D對。
4.選C 當后輪勻速轉(zhuǎn)動時,由a=
11、Rω2知a、b、c、d四個位置的向心加速度大小相等,A錯誤。在角速度ω相同的情況下,泥巴在a點有Fa+mg=mω2R,在b、d兩點有Fbd=mω2R,在c點有Fc-mg=mω2R。所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大,容易被甩下,故B、D錯誤,C正確。
5.選BC 設(shè)滑塊到達B點時的速度為v,根據(jù)向心力公式得:FN-mg=m ,根據(jù)機械能守恒定律可得:mgh=mv2,解得FN=mg(1+),所以B、C正確。
6.選C 小球只受重力和繩的拉力作用,合力大小為F=mgtan θ,半徑為R=Lsin θ,A、B均錯;小球做圓周運動的向心力是由重力和繩的拉力的合力提供的,則mgtan θ=m,得
12、到v=sin θ ,θ越大,小球運動的速度越大,C對;周期T==2π ,θ越大,小球運動的周期越小,D錯。
7.選B 根據(jù)機械能守恒定律2mgL=mv2-mvP2,可求出小球在P點的速度為 <,故B正確,A錯誤。小球在P點所需要的向心力F==mg,故小球在P點受到輕桿向上的彈力,故C、D均錯誤。
8.選A 當小球到達最高點時速率為v,有mg=m,當小球到達最高點速率為2v時,應(yīng)有F+mg=m=4mg,所以F=3mg,此時最高點各力如圖所示,所以FT=mg,A正確。
9.選B 小球隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時由彈簧的彈力提供向心力。設(shè)標尺的最小分度的長度為x,彈簧的勁度系數(shù)為k,則有kx=m·4x·ω12
13、,k·3x=m·6x·ω22,故有ω1∶ω2=1∶,B正確。
10.選C 由圖可知,當主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時,A、B兩輪邊緣上的線速度相同,由ω=,得===。由于小木塊恰能在A輪邊緣靜止,則由靜摩擦力提供的向心力達最大值μmg,故μmg=mωA2RA①
設(shè)放在B輪上能使木塊相對靜止的距B輪轉(zhuǎn)動軸的最大距離為r,則向心力由最大靜摩擦力提供,故μmg=mωB2r②
因A、B材料相同,故木塊與A、B的動摩擦因數(shù)相同,①②式左邊相等,故mωA2RA=mωB2r,得
r=()2RA=()2RA==。
所以選項C正確。
11.解析:A球通過最高點時,由FNA+mg=m
已知FNA=3mg,可求得
14、vA=2
B球通過最高點時,由mg-FNB=m
已知 FNB=0.75mg,可求得vB=
平拋落地歷時t=
故兩球落地點間的距離Δl=(vA-vB)t
解得Δl=3R
答案:3R
12.解析:(1)設(shè)球運動的線速度為v,半徑為R
則在A處時F+mg=m①
在C處時F′-mg=m②
由①②式得ΔF=F′-F=2mg=2 N。
(2)在A處時健身者需施加的力為F,球在勻速圓周運動的向心力F向=F+mg,在B處不受摩擦力作用,受力分析如圖甲所示。
則tan θ===F+1
作出的tan θ-F的關(guān)系圖象如圖乙所示。
甲 乙
答案:(1)2 N (2)見解析圖
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