《（測控導航）高考物理一輪 第四章《曲線運動 萬有引力與航天》第3課時基礎知能提升訓練題 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（測控導航）高考物理一輪 第四章《曲線運動 萬有引力與航天》第3課時基礎知能提升訓練題 新人教版（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第課時　圓周運動的基本規(guī)律及應用 　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　 　　 【測控導航】 知識點 題號 1.圓周運動的運動學問題 1、8 2.圓周運動的動力學問題 2、3、4、6、7、10 3.圓周運動的臨界、極值問題 5、12 4.圓周運動與其他運動的綜合 9、11 1~7題為單選題;8~10題為多選題 1.如圖所示是一個玩具陀螺.A、B和C是陀螺上的三個點.當陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉時,下列表述正確的是(　B　) A.A、B和C三點的線速度大小相等 B.A、B和C三點的角速度相等 C.A、B的角速度比C的大 D.C的線速

2、度比A、B的大 解析:A、B和C均是同一陀螺上的點,它們做圓周運動的角速度都為陀螺旋轉的角速度ω,選項B正確、C錯誤.三點的運動半徑關系rA=rB>rC,據(jù)v=ωr可知,三點的線速度關系vA=vB>vC,選項A、D錯. 2.摩托車比賽轉彎處路面常是外高內低,摩托車轉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.對于摩托車滑動的問題,下列論述正確的是(　B　) A.摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用 B.摩托車所受外力的合力小于所需的向心力 C.摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去 D.摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去 解析:摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,

3、沒有離心力,選項A錯誤;摩托車轉彎時可看做是勻速圓周運動,所受的合力等于向心力,如果向外滑動,說明提供的向心力即合力小于需要的向心力,選項B正確;摩托車將在線速度方向與半徑向外的方向之間做離心曲線運動,選項C、D錯誤. 3.(2012德州模擬)如圖所示,一光滑輕桿沿水平方向放置,左端O處連接在豎直的轉動軸上,a、b為兩個可視為質點的小球,穿在桿上,并用細線分別連接Oa和ab,且Oa=ab,已知b球質量為a球質量的3倍.當輕桿繞O軸在水平面內勻速轉動時,Oa和ab兩線的拉力之比為(　D　) A.1∶3 B.1∶6 C.4∶3 D.7∶6 解析:由牛頓第二定律,對a球:FO a-Fab=

4、mω2lO a 對b球:Fab=3mω2(lOa+lab),由以上兩式得,Oa和ab兩線的拉力之比為7∶6,選項D正確. 4.(2011年安徽卷)一般的曲線運動可以分成很多小段,每小段都可以看成圓周運動的一部分,即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替.如圖(甲)所示,曲線上A點的曲率圓定義為:通過A點和曲線上緊鄰A點兩側的兩點作一圓,在極限情況下,這個圓就叫做A點的曲率圓,其半徑ρ叫做A點的曲率半徑.現(xiàn)將一物體沿與水平面成α角的方向以速度v0拋出,如圖(乙)所示.則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是(　C　) A. B. C. D. 解析:根據(jù)運動的分解,物體斜拋到最高點P的速度v

5、P=v0cos α;在最高點P,物體所受重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律mg=,解得ρ=.故選項C正確. 　本題涉及到曲率圓、曲率半徑,此規(guī)律可以拓展到地球衛(wèi)星橢圓運動中的近地點和遠地點兩個特殊位置,在這兩個位置萬有引力提供向心力,而其他位置則不是. 5.(2012蚌埠模擬)如圖所示,在傾角為α=30°的光滑斜面上,有一根長為L=0.8 m的細繩,一端固定在O點,另一端系一質量為m=0.2 kg的小球,小球沿斜面做圓周運動,若要小球能通過最高點A,則小球在最低點B的最小速度是(　C　) A.2 m/s B.2 m/s C.2 m/s D.2 m/s 解析:小球通過最高點的最

6、小速度為vA==2 m/s,由最高點到最低點根據(jù)機械能守恒定律得m=m+mg2Lsin α,解得vB=2 m/s,故選項C正確. 　本題中小球運動在最高點有最小速度,類似于豎直平面內的非勻速圓周運動. 6.如圖所示,OO'為豎直軸,MN為固定在OO'上的水平光滑桿,有兩個質量相同的金屬球A、B套在水平桿上,AC和BC為抗拉能力相同的兩根細線,C端固定在轉軸OO'上.當繩拉直時,A、B兩球轉動半徑之比恒為2∶1,當轉軸的角速度逐漸增大時(　A　) A.AC先斷 B.BC先斷 C.兩線同時斷 D.不能確定哪根線先斷 解析:對A球進行受力分析,A球受重力、支持力、拉力FA三個力

7、作用,拉力的分力提供A球做圓周運動的向心力,得 水平方向FAcos α=mrAω2, 同理,對B球FBcos β=mrBω2, 由幾何關系,可知cos α=,cos β=. 所以===. 由于AC>BC,所以FA>FB,所以當轉軸角速度逐漸增大時,繩AC先斷. 7.(2012銅陵模擬)如圖所示,螺旋形光滑軌道豎直放置,P、Q為對應的軌道最高點,一個小球以一定速度沿軌道切線方向進入軌道,且能過軌道最高點P,則下列說法中正確的是(　B　) A.軌道對小球做正功,小球的線速度vP>vQ B.軌道對小球不做功,小球的角速度ωP<ωQ C.小球的向心加速度aP>aQ D.軌道對小

8、球的壓力FP>FQ 解析:軌道對小球的支持力始終與小球運動方向垂直,軌道對小球不做功;小球從P運動到Q的過程中,重力做正功,動能增大,可判斷vPrQ可知,ωP<ωQ,選項A錯誤、選項B正確;再利用向心加速度a=v2/r,vPrQ,可知aPFP,選項D錯誤. 8.如圖為某一皮帶傳動裝置.主動輪的半徑為r1,從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉動,轉速為n1,轉動過程中皮帶不打滑.下列說法正確的是(　BC　) A.從動輪做順時針轉動 B.從動輪做逆時針轉動

9、 C.從動輪的轉速為n1 D.從動輪的轉速為n1 解析:皮帶連接著兩輪的轉動,從主動輪開始順時針轉動沿著皮帶到從動輪,可知從動輪是逆時針轉動,則選項A錯誤,B正確.兩輪轉速之比滿足=(線速度相等)則n2=n1,選項C正確,選項D錯誤. 　同一圓盤上共軸轉動的各點角速度相同,由皮帶、齒輪、鏈條傳動的邊緣線速度相同. 9.甲、乙兩名溜冰運動員,面對面拉著彈簧測力計做圓周運動.已知M甲=80 kg,M乙=40 kg,兩人相距0.9 m,彈簧測力計的示數(shù)為96 N,下列判斷中正確的是(　BD　) A.兩人的線速度相同,約為40 m/s B.兩人的角速度相同,為2 rad/s C.兩人的運動

10、半徑相同,都是0.45 m D.兩人的運動半徑不同,甲為0.3 m,乙為0.6 m 解析:兩人旋轉一周的時間相同,故兩人的角速度相同,兩人做圓周運動所需的向心力相同,由F=mω2r可知,旋轉半徑滿足r甲∶r乙=M乙∶M甲=1∶2,又r甲+r乙=0.9 m,則r甲=0.3 m,r乙=0.6 m.兩人角速度相同,則v甲∶v乙=1∶2.由F=M甲ω2r甲可得ω=2 rad/s.故選項B、D正確. 10.如圖所示,放置在水平地面上的支架質量為M,支架頂端用細繩拴著的擺球質量為m,現(xiàn)將擺球拉至水平位置,而后釋放,擺球運動過程中,支架始終不動,以下說法正確的是(　BD　) A.在釋放前的瞬間,

11、支架對地面的壓力為(m+M)g B.在釋放前的瞬間,支架對地面的壓力為Mg C.擺球到達最低點時,支架對地面的壓力為(m+M)g D.擺球到達最低點時,支架對地面的壓力為(3m+M)g 解析:在釋放前的瞬間繩拉力為零,對M,N1=Mg; 當擺球運動到最低點時,由機械能守恒得mgR=① 由牛頓第二定律得T-mg=② 由①②得繩對小球的拉力T=3mg 對支架M由受力平衡,地面支持力N=Mg+3mg 由牛頓第三定律知,支架對地面的壓力N2=3mg+Mg,故選項B、D正確. 11. (2013德陽市一診)山地滑雪是人們喜愛的一項體育運動,一滑 雪道ABC的底部是一段半徑為R的

12、圓弧,圓弧的末端C的切線沿水平方向,從C點到地面之間是一懸崖峭壁,如圖所示.已知AC間的高度差為h,運動員連同滑雪裝備總質量為m,開始時運動員從A點由靜止下滑,滑到C點后被水平拋出,運動員經過時間t落到了峭壁下面的水平地面上,不計空氣阻力和雪道的摩擦阻力(重力加速度為g),求: (1)運動員到達C點所受雪道的支持力的大小; (2)運動員落地前瞬間的速度大小. 解析:(1)A到C及在C點受力如圖,由動能定理及牛頓第二定律: mgh=m NC-mg=m 得C點處的支持力 NC=mg. (2)離開C點后在空中做平拋運動,由平拋運動規(guī)律得: vy=gt,v1= 得運動員落地前瞬

13、間速度大小為v1=. 答案:(1)mg　(2) 12.(2013廣元市統(tǒng)考)如圖所示,一個3/4圓弧形光滑細圓管軌跡ABC,放置在豎直平面內,軌跡半徑為R,在A點與水平地面AD相接,地面與圓心O等高,MN是放在水平地面上長為3R、厚度不計的墊子,左端M正好位于A點.現(xiàn)將一個質量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放,不考慮空氣阻力. (1)若小球從C點射出后恰好落到墊子的M端,則小球經過C點時對管的作用力大小和方向如何? (2)欲使小球能通過C點落到墊子上,試計算小球離A點下落的最大高度H. 解析:(1)小球離開C點做平拋運動,落到M點時水平位移為R,豎直下

14、落高度為R,根據(jù)運動學公式可得 R=gt2,R=v1t 解得小球下落的時間t= 小球從C點射出的速度v1== 設小球經過C點時受到管子對它的作用力為N,方向豎直向上 由向心力公式可得mg-N=m 解得:N=mg-m=mg 由牛頓第三定律知,小球對管的作用力大小為mg/2,方向豎直向下. (2)根據(jù)機械能守恒定律,小球下降的高度越高,在C點小球獲得的速度越大.要使小球落到墊子上,小球水平方向的運動位移應為R~4R,由于小球每次平拋運動的時間相同,速度越大,水平方向運動的距離越大,故應使小球在水平方向上運動的最大位移為4R,落到N點.設能夠落到N點的水平速度為v2, 根據(jù)平拋運動得v2== 根據(jù)機械能守恒定律可知mg(H-R)=m 解得:H=+R=5R. 答案:(1)　豎直向下　(2)5R