2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 力學(xué)考點(diǎn)集訓(xùn) 專題7 圓周運(yùn)動(dòng).doc

考點(diǎn)7圓周運(yùn)動(dòng)1、一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng),a和b是輪上質(zhì)量相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),a、b兩點(diǎn)的位置如圖所示,則偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中a、b兩質(zhì)點(diǎn)( )A.線速度大小相等B.向心力大小相等C.角速度大小相等D.向心加速度大小相等2、A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如圖),在相同時(shí)間內(nèi),它們通過的路程之比是4:3,運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之比是3:2,則它們( )A.線速度大小之比為4:3B.角速度大小之比為3:4C.圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2:1D.向心加速度大小之比為1:23、如圖8所示的皮帶傳動(dòng)裝置中小輪半徑ra是大輪半徑rb的一半,a,b分別是小輪和大輪邊緣上的點(diǎn),大輪上c點(diǎn)到輪心O的距離恰好等于ra,若皮帶不打滑.則圖中a,b,c三點(diǎn)( )A.線速度之比為2 : 1 : 1B.角速度之比為2 : 1 : 2C.轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比為1 : 2 : 2D.向心加速度大小之比為4 : 2 : 14、半徑為R的大圓盤以角速度旋轉(zhuǎn),如圖所示,有人在盤邊P點(diǎn)上隨盤轉(zhuǎn)動(dòng),他想用槍擊中圓盤中心的目標(biāo)O點(diǎn),若子彈速度為v0,則( )A.槍應(yīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)O點(diǎn)射擊B.槍應(yīng)向PO右方偏過射擊,而C.槍應(yīng)向PO左方偏過射擊,而D.槍應(yīng)向PO左方偏過射擊,而5、轉(zhuǎn)筆是一項(xiàng)深受廣大學(xué)生喜愛的休閑活動(dòng),如圖所示,長為L的筆繞筆桿上的O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)筆上A端的速度為v1時(shí),筆上B端的速度為v2,則轉(zhuǎn)軸O到筆上B端的距離為( )A. B. C. D. 6、如圖所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)“梨形”賽道,兩個(gè)彎道分別為半徑 的大圓弧和的小圓弧,直道與彎道相切。大、小圓弧圓心、距離。賽車沿彎道路線行駛時(shí),路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍,假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動(dòng),在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),要使賽車不打滑,繞賽道一圈時(shí)間最短(發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大,重力加速度)。則賽車( )A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為C.在直道上的加速度大小為D.通過小圓弧彎道的時(shí)間為7、如圖所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)水平“”形彎道,轉(zhuǎn)彎處為圓心在點(diǎn)的半圓,內(nèi)外半徑分別為和2。一輛質(zhì)量為的賽車通過線經(jīng)彎道到達(dá)線,有如圖所示的、三條路線,其中路線是以為圓心的半圓, =。賽車沿圓弧路線行駛時(shí),路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力為。選擇路線,賽車以不打滑的最大速率通過彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變,發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大),則()A.選擇路線,賽車經(jīng)過的路程最短B.選擇路線,賽車的速率最小C.選擇路線,賽車所用時(shí)間最短D.、三條路線的圓弧上,賽車的向心加速度大小相等8、如圖所示.內(nèi)壁光滑的豎直圓桶繞中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),一物塊用細(xì)繩系著,繩的另一端系于圓桶上表面圓心,且物塊貼著桶內(nèi)表面隨圓桶一起轉(zhuǎn)動(dòng),則( )A.繩的拉力可能為零B.桶對(duì)物塊的彈力不可能為零C.若它們以更大的角速度一起轉(zhuǎn)動(dòng),繩的張力一定增大D.若它們以更大的角速度一起轉(zhuǎn)動(dòng),繩的張力仍保持不變9、如圖所示,長為l的輕桿,一端固定一個(gè)小球,另一端固定在光滑的水平軸上,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于小球在最高點(diǎn)的速度v,下列敘述正確的是(重力加速度為g)( )A.v的極小值為B.v由零逐漸增大時(shí),向心力也逐漸增大C.當(dāng)v由逐漸增大時(shí),桿對(duì)小球的彈力也逐漸增大D.當(dāng)v由逐漸減小時(shí),桿對(duì)小球的彈力也逐漸減小10、如圖所示,固定在豎直面內(nèi)的光滑絕緣圓環(huán)半徑為R,圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)帶電的小球A、B(均可看作質(zhì)點(diǎn)),小球A帶正電,小球B帶負(fù)電,帶電荷量均為q,且小球A、B用一長為2R的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿相連,豎直面內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)(未畫出),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=。現(xiàn)在給小球一個(gè)擾動(dòng),使小球A從最高點(diǎn)由靜止開始沿圓環(huán)下滑,已知重力加速度為g,在小球A滑到最低點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是( )A.小球A減少的機(jī)械能等于小球B增加的機(jī)械能B.細(xì)桿對(duì)小球A和小球B做的總功為0C.小球A的最大速度為D.細(xì)桿對(duì)小球B做的功為mgR11、如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l、b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l,木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力k倍,重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng),用表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,下列說法正確的是( )A.b定比a先開始滑動(dòng)B.a、b所受的摩擦力始終相等C. 是b開始滑動(dòng)的臨界角速度D.當(dāng)時(shí),a所受摩擦力的大小為kmg12、游樂場(chǎng)中有一種娛樂設(shè)施叫“魔盤”,人就地坐在轉(zhuǎn)動(dòng)的大圓盤上,當(dāng)大圓盤轉(zhuǎn)速增加時(shí),人就會(huì)自動(dòng)滑向盤邊緣,圖中有a、b、c三人坐在圓盤上,a的質(zhì)量最大,b、c的質(zhì)量差不多,但c離圓盤中心最遠(yuǎn),a、b離盤心的距離相等,若三人與盤面的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等,且假定最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則( )A.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增加時(shí),三人同時(shí)開始滑動(dòng)B.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增加時(shí),b首先開始滑動(dòng)C.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增加時(shí),a和c首先同時(shí)開始滑動(dòng)D.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增加時(shí),c首先開始滑動(dòng)13、如圖所示,在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放一個(gè)質(zhì)量M=2.0kg的木塊,它與臺(tái)面間的最大靜摩擦力fm=6.0N,繩的一端系住木塊,另一端穿過轉(zhuǎn)臺(tái)的中心孔O(為光滑的)懸吊一質(zhì)量m=1.0kg的小球,當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)以=5.0rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),欲使木塊相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止,則木塊到O孔的距離可能是(重力加速度g=10m/s2,木塊、小球均視為質(zhì)點(diǎn))( )A.6cmB.15cmC.30cmD.34cm14、如圖所示,照片中的汽車在水平路面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知圖中雙向四車道的總寬度約為15m,假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍,則運(yùn)動(dòng)的汽車( )A.所受的合力可能為零B.只受重力和地面的支持力作用C.最大速度不能超過25m/sD.所需的向心力由重力和支持力的合力提供15、如圖1所示,在同一豎直平面內(nèi)的兩正對(duì)的相同半圓光滑軌道,相隔一定的距離,虛線沿豎直方向,一小球能在其間運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在最高點(diǎn)A與最低點(diǎn)B各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍赖膲毫?并通過計(jì)算機(jī)顯示出來,當(dāng)軌道距離變化時(shí),測(cè)得兩點(diǎn)壓力差與距離x的關(guān)系圖象如圖2所示,g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。1.求小球的質(zhì)量;2.若小球在最低點(diǎn)B的速度為20m/s,為使小球能沿軌道運(yùn)動(dòng),x的最大值為多少?16、如圖所示,一玩溜冰的小孩(可視做質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量m=30kg,他在左側(cè)平臺(tái)上滑行一段距離后做平拋運(yùn)動(dòng),恰能無碰撞地從A點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑。A、B為圓弧軌道的兩端點(diǎn),其連線水平,與平臺(tái)的高度差h=0.8m。已知圓弧軌道的半徑R=1.0m,對(duì)應(yīng)的圓心角=106,sin53=0.8,cos53=0.6,g取10m/s2,求:1.小孩做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度;2.小孩運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。17、如圖所示,在傾角為的光滑斜面上,有一長為l的細(xì)線,細(xì)線的一端固定在O點(diǎn),另一端拴一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng),已知O點(diǎn)到斜面底邊的距離為L,求:1.小球通過最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA;2. 小球通過最低點(diǎn)B時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力T;3.若小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂,小球滑落到斜面底邊時(shí)到C點(diǎn)(C點(diǎn)為AB連線與底邊的交點(diǎn))的距離。18、如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上,沿半徑方向放置以細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)小物塊,A離軸心r1=20cm,B離軸心r2=30cm,A、B與盤面間相互作用的最大靜摩擦力為其重力的0.4倍.求:1.若細(xì)線上沒有張力,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)滿足什么條件?2. 欲使A、B與盤面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度多大?3.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速達(dá)到A、B剛好不滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)繩,則A、B將怎樣運(yùn)動(dòng)?(g取10m/s2) 答案以及解析1答案及解析：答案：C解析：a、b兩質(zhì)點(diǎn)都繞同一個(gè)轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相等,選項(xiàng)C正確;由題圖可知,兩質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸的距離,即轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不相等,而線速度v=R,因此線速度不相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;向心加速度a=2R,同理向心加速度的大小不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;向心力F=ma,兩質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量相等但向心加速度的大小a不相等,所以向心力大小不相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 2答案及解析：答案：A解析： 3答案及解析：答案：CD解析：a,b線速度相等,則r角速度相等,即,得,所以;所以,周期所以選項(xiàng) C,D正確。 4答案及解析：答案：D解析：射擊時(shí),由于慣性,子彈具有沿圓周切線的速度v1=R,要擊中O點(diǎn),即合速度方向沿PO,那么槍應(yīng)向PO左方偏過角射擊,滿足,故D選項(xiàng)正確。 5答案及解析：答案：D解析：設(shè)筆上A端的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r1,筆上B端的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r2,則有r2=L-r1,v1=r1,v2=(L-r1),聯(lián)立解得,選項(xiàng)D正確。 6答案及解析：答案：AB解析：賽車用時(shí)最短,就要求賽車通過大、小圓弧時(shí),速度都應(yīng)達(dá)到允許的最大速度,通過小圓弧時(shí),由得;通過大圓弧時(shí),由得,B項(xiàng)正確。賽車從小圓弧到大圓弧通過直道吋需加速,A項(xiàng)正確。由幾何關(guān)系知連接大、小圓弧的直道長,由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度一位移公式: ,得,C項(xiàng)錯(cuò)誤。由幾何關(guān)系可得小圓弧所對(duì)圓心角為120,所以通過小圓弧彎道的時(shí)間,故D錯(cuò)誤。 7答案及解析：答案：ACD解析：路線的路程為,路線的路程為,路線的路程為,故選擇路線,賽車經(jīng)過的路程最短,A正確;因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中賽車以不打滑的最大速率通過彎道,即最大徑向靜摩擦力充當(dāng)向心力,所以有,所以運(yùn)動(dòng)的向心加速度相同,根據(jù)公式,可得,即半徑越大,速率越大,路線的速率最小,B錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;因?yàn)?結(jié)合,根據(jù)公式可得選擇路線,賽車所用時(shí)間最短,C正確。 8答案及解析：答案：D解析：由于桶的內(nèi)壁光滑,所以桶不能提供給物塊豎直向上的摩撩力,所以繩子的拉力一定不能等于零,故A錯(cuò)誤.繩子沿豎直方向的分力與物塊重力大小相等.若繩子沿水平方向的分力恰好提供向心力,則桶對(duì)物塊的彈力可能為零, 故B錯(cuò)誤.由分析可知.繩子與豎直方向的夾角不會(huì)隨桶的角速度的增大而增大,繩子的拉力也不會(huì)隨角速度的增大而增大,故C錯(cuò)誤,D正確. 9答案及解析：答案：BC解析： 10答案及解析：答案：BC解析： 11答案及解析：答案：AC解析：本題從向心力來源入手,分析發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件。小木塊a、b做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由靜摩擦力提供向心力,即。當(dāng)角速度增加時(shí),靜摩擦力增大,當(dāng)增大到最大靜摩擦力時(shí),發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)木塊,當(dāng)時(shí), ;對(duì)木塊,當(dāng)時(shí), ,所以b先到達(dá)最大靜摩擦力,選項(xiàng)A正確;兩木塊滑動(dòng)前轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同,則,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí)b剛開始滑動(dòng),選項(xiàng)C正確;當(dāng)時(shí),a沒有滑動(dòng),則,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 12答案及解析：答案：D解析：設(shè)轉(zhuǎn)盤的角速度為,則人所受的向心力圓盤上的人受到的最大靜摩擦力為。由題意知,當(dāng),即時(shí),轉(zhuǎn)盤上的人開始滑動(dòng),坐在“魔盤”上的人未滑動(dòng)時(shí)的角速度相同,由此知,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增加時(shí),c首先開始滑動(dòng),隨著的增大,a、b時(shí)開始滑動(dòng),故選D。 13答案及解析：答案：BC解析：轉(zhuǎn)臺(tái)以一定的角速度勻速旋轉(zhuǎn),木塊所需的向心力與做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r成正比,在離O點(diǎn)最近處r=r1時(shí),木塊有向O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),這時(shí)摩擦力沿半徑向外,剛好達(dá)到最大靜摩擦力fm,即mg-fm=M2r1,得,同理,木塊在離O點(diǎn)最遠(yuǎn)處r=r2時(shí),有遠(yuǎn)離O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),這時(shí)摩擦力的方向指向O點(diǎn),且達(dá)到最大靜摩擦力fm,即mg+fm=M2r2,得,則木塊能夠相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止,半徑r應(yīng)滿足關(guān)系式r1rr2。選項(xiàng)B、C正確。 14答案及解析：答案：C解析：因?yàn)槠囋谒铰访孀鰣A周運(yùn)動(dòng),受到重力,支持力和摩擦力,摩擦力充當(dāng)向心力,合力不為零,ABD錯(cuò)誤;當(dāng)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),速度最大,有,解得,故C正確. 15答案及解析：答案：1.0.05kg; 2.17.5m解析：1.小球從A點(diǎn)到B點(diǎn),由能守恒定律得對(duì)B點(diǎn): 對(duì)A點(diǎn): 由牛頓第三定律可得:兩點(diǎn)壓力差由題圖2得:縱軸截距6mg=3N,m=0.05kg。2.因?yàn)閳D線的斜率,得R=1m。在A點(diǎn)小球不脫離軌道的條件為結(jié)合1題解得:xm=17.5m。 16答案及解析：答案 1.3m/s; 2.1290N解析 1.由于小孩經(jīng)平拋運(yùn)動(dòng)后無碰撞進(jìn)入圓弧軌道,即小孩落到點(diǎn)時(shí)速度方向沿點(diǎn)切線方向,則,又,聯(lián)立以上兩式解得。2.設(shè)小孩到最低點(diǎn)的速度為根據(jù)機(jī)械能守恒定律有在最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律,有聯(lián)立解得由牛頓第三定律可知,小孩對(duì)軌道的壓力大小為1290N。 17答案及解析：答案：1. 小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則小球通過A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力為零,根據(jù)向心力公式有: 解得: 2. 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),根據(jù)機(jī)械能守恒定律有: 解得:小球在B點(diǎn)時(shí)根據(jù)向心力公式有: 解得: 3.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂,小球在平行底邊方向做勻速運(yùn)動(dòng),在垂直底邊方向做初速為零的勻加速度運(yùn)動(dòng),有,解得:解析： 18答案及解析：答案：1.當(dāng)物塊B所需向心力FBFfm時(shí),細(xì)線上張力為零.隨著角速度的增大,當(dāng)時(shí),有,得當(dāng)2.當(dāng)A、B所受靜摩擦力均達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),圓盤的角速度達(dá)到最大值m,超過m時(shí),A、B將相對(duì)圓盤滑動(dòng).(設(shè)細(xì)線中張力為T.)對(duì)A有對(duì)B有解得3.燒斷細(xì)線時(shí),A做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力,最大靜摩擦力為,A物體隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng).B此時(shí)所需向心力為,大于它的最大靜摩擦力4 N,因此B物體將沿一條曲線運(yùn)動(dòng),離圓心越來越遠(yuǎn).兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由沿徑向方向的合力提供,及最大靜摩擦力提供,第二問中分別以兩小球?yàn)檠芯繉?duì)象,繩子的拉力和靜摩擦力的合力提供向心力列式求解。