2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力 課時(shí)作業(yè)12 圓周運(yùn)動(dòng).doc
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課時(shí)作業(yè)（十二）圓周運(yùn)動(dòng) [基礎(chǔ)小題練] 1．如圖所示，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)，則偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中a、b兩質(zhì)點(diǎn)( ) A．角速度大小相同 B．線速度大小相同 C．向心加速度大小相同 D．向心力大小相同 【解析】同軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，A正確；由于兩者半徑不同，根據(jù)公式v＝ωr可得兩點(diǎn)的線速度不同，B錯(cuò)誤；根據(jù)公式a＝ω2r，角速度相同，半徑不同，所以向心加速度不同，C錯(cuò)誤；根據(jù)公式F＝ma，質(zhì)量相同，但是加速度不同，所以向心力大小不同，D錯(cuò)誤． 【答案】 A 2．(2018甘肅河西五市聯(lián)考)利用雙線可以穩(wěn)固小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)而不易偏離豎直面，如圖所示，用兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線系一質(zhì)量為m的小球，兩線上端系于水平橫桿上，A，B兩點(diǎn)相距也為L(zhǎng)，若小球恰能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，每根細(xì)線承受的張力為( ) A．2mg B．3mg C．2.5mg D．mg 【解析】 小球恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí)有mg＝，解得v1＝，根據(jù)動(dòng)能定理得mgL＝mv－mv，由牛頓第二定律得T－mg＝m，聯(lián)立得T＝2mg，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 【答案】 A 3．如圖為某一皮帶傳動(dòng)裝置．主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2.已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑．下列說(shuō)法正確的是( ) A．從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．從動(dòng)輪邊緣線速度大小為n1 D．從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n1 【解析】 主動(dòng)輪沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳送帶沿M→N方向運(yùn)動(dòng)，故從動(dòng)輪沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；由ω＝2πn、v＝ωr可知，2πn1r1＝2πn2r2，解得n2＝n1，從動(dòng)輪邊緣線速度大小v＝2πn2r2＝2πn1r1，故C、D錯(cuò)誤． 【答案】 B 4.(2018山東青島市即墨一中高三上學(xué)期期中)如圖所示，甲、乙圓盤的半徑之比為1∶2，兩水平圓盤緊靠在一起，乙靠摩擦隨甲不打滑轉(zhuǎn)動(dòng)．兩圓盤上分別放置質(zhì)量為m1和m2的小物體，m1＝2m2，兩小物體與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．m1距甲盤圓心為r，m2距乙盤圓心為2r，此時(shí)它們正隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是( ) A．m1和m2的線速度之比為1∶4 B．m1和m2的向心加速度之比為2∶1 C．隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1先開始滑動(dòng) D．隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動(dòng) 【解析】 甲、乙兩輪子邊緣上的各點(diǎn)線速度大小相等，有：ω1R＝ω22R，則得ω1∶ω2＝2∶1，所以物塊相對(duì)圓盤開始滑動(dòng)前，m1與m2的角速度之比為2∶1.根據(jù)公式：v＝ωr，所以：＝＝，故A錯(cuò)誤．根據(jù)a＝ω2r得：m1與m2的向心加速度之比為 a1∶a2＝(ωr)∶(ω2r)＝2∶1，故B正確．根據(jù)μmg＝mrω2＝ma知，m1先達(dá)到臨界角速度，可知當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，m1先開始滑動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤． 【答案】 BC 5.如圖所示，水平放置的圓筒可以繞中心軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓筒上的直徑兩端有兩個(gè)孔A、B，當(dāng)圓筒的A孔轉(zhuǎn)到最低位置時(shí)，一個(gè)小球以速度v0射入圓筒，圓筒的半徑為R，要使小球能夠不碰到筒壁首次離開圓筒，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度可能為(已知重力加速度大小為g)( ) A.，n＝1,2,3，… B.，n＝1,2,3，… C.，n＝1,2,3，… D.，n＝1,2,3，… 【解析】 若小球上升最大高度小于圓筒直徑，小球從A孔離開，則豎直上拋時(shí)間為t＝＝，n＝1,2,3，…，ω＝，A正確；若小球上升最大高度小于圓筒直徑，從B孔離開，則有t＝＝，n＝1,2,3，…，ω＝，B正確；若小球上升最大高度大于直徑，從B孔離開，小球經(jīng)過(guò)圓筒時(shí)間為t，則有2R＝v0t－，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為t＝，n＝1,2,3，…，解得ω＝，C正確；若小球上升最大高度大于直徑，從A孔離開，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為t＝，n＝1,2,3，…，解得ω＝，D錯(cuò)誤． 【答案】 ABC 6．(2018開封高三模擬)在離心澆鑄裝置中，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)支承輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)，管狀模型放在這兩個(gè)輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，鐵水注入之后，由于離心作用，鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上，從而可得到密實(shí)的鑄件，澆鑄時(shí)轉(zhuǎn)速不能過(guò)低，否則，鐵水會(huì)脫離模型內(nèi)壁，產(chǎn)生次品．已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R，則管狀模型轉(zhuǎn)動(dòng)的最低角速度ω為( ) A. B． C. D．2 【解析】 最易脫離模型內(nèi)壁的位置在最高點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的最低角速度ω對(duì)應(yīng)鐵水在最高點(diǎn)受內(nèi)壁的作用力為零，即mg＝mω2R，得：ω＝，A正確． 【答案】 A [創(chuàng)新導(dǎo)向練] 7．生活實(shí)際——圓周運(yùn)動(dòng)中的自行車問題 雨天在野外騎車時(shí)，在自行車的后輪輪胎上常會(huì)粘附一些泥巴，行駛時(shí)感覺很“沉重”．如果將自行車后輪撐起，并離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，泥巴就被甩下來(lái)．如圖所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)特殊位置，則( ) 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(shí)最容易被甩下來(lái) C．泥巴在圖中的c位置時(shí)最容易被甩下來(lái) D．泥巴在圖中的a位置時(shí)最容易被甩下來(lái) 【解析】 當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由a＝Rω2知a、b、c、d四個(gè)位置的向心加速度大小相等，A錯(cuò)誤．在角速度ω相同的情況下，泥巴在a點(diǎn)有Fa＋mg＝mω2R，在b、d兩點(diǎn)有Fbd＝mω2R，在c點(diǎn)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(cuò)誤，C正確． 【答案】 C 8．生活實(shí)際——通過(guò)“過(guò)山車”考查圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的臨界問題 如圖所示甲、乙、丙、丁是游樂場(chǎng)中比較常見的過(guò)山車，甲、乙兩圖的軌道車在軌道的外側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，丙、丁兩圖的軌道車在軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，兩種過(guò)山車都有安全鎖(由上、下、側(cè)三個(gè)輪子組成)把軌道車套在了軌道上，四個(gè)圖中軌道的半徑都為R，下列說(shuō)法正確的是( ) A．甲圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力 B．乙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，安全帶一定給人向上的力 C．丙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力 D．丁圖中，軌道車過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為 【解析】 在甲圖中，當(dāng)速度比較小時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得，mg－FN＝m，即座椅給人施加向上的力，當(dāng)速度比較大時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得，mg＋FN＝m，即座椅給人施加向下的力，故A錯(cuò)誤；在乙圖中，因?yàn)楹狭χ赶驁A心，重力豎直向下，所以安全帶給人一定是向上的力，故B正確；在丙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，合力方向向上，重力豎直向下，則座椅給人的作用力一定豎直向上，故C正確；在丁圖中，由于軌道車有安全鎖，可知軌道車在最高點(diǎn)的最小速度為零，故D錯(cuò)誤． 【答案】 BC 9．高新科技——圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題應(yīng)用實(shí)例 某計(jì)算機(jī)讀卡系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤A、B，A盤固定一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置P，能持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線，P到圓心的距離為28 cm.B盤上固定一個(gè)帶窗口的紅外線信號(hào)接收裝置Q，Q到圓心的距離為16 cm.P、Q轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度均為4π m/s.當(dāng)P、Q正對(duì)時(shí)，P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入Q的接收窗口，如圖所示，則Q每隔一定時(shí)間就能接收到紅外線信號(hào)，這個(gè)時(shí)間的最小值為( ) A．0.42 s B．0.56 s C．0.70 s D．0.84 s 【解析】 P的周期TP＝＝ s＝0.14 s，同理Q的周期TQ＝＝ s＝0.08 s，而經(jīng)過(guò)的時(shí)間應(yīng)是它們周期的整數(shù)倍，因此B項(xiàng)正確． 【答案】 B 10．科技生活——汽車后備箱升降學(xué)問 汽車后備箱蓋一般都配有可伸縮的液壓桿，如圖甲所示，其示意圖如圖乙所示，可伸縮液壓桿上端固定于后蓋上A點(diǎn)，下端固定于箱內(nèi)O′點(diǎn)，B也為后蓋上一點(diǎn)，后蓋可繞過(guò)O點(diǎn)的固定鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，在合上后備箱蓋的過(guò)程中( ) A．A點(diǎn)相對(duì)O′點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng) B．A點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小相等 C．A點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等 D．A點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度大小相等 【解析】 在合上后備箱蓋的過(guò)程中，O′A的長(zhǎng)度是變化的，因此A點(diǎn)相對(duì)O′點(diǎn)不是做圓周運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；在合上后備箱蓋的過(guò)程中，A點(diǎn)與B點(diǎn)都是繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，相同的時(shí)間繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同，即A點(diǎn)與B點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)的角速度相等，但是OB大于OA，根據(jù)v＝rω，所以B點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大，故B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)向心加速度a＝rω2可知，B點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)的向心加速度大于A點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)的向心加速度，故D錯(cuò)誤． 【答案】 C [綜合提升練] 11.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力F需由物體運(yùn)動(dòng)情況決定，合力提供的向心力F供由物體受力情況決定，若某時(shí)刻F需＝F供，則物體能做圓周運(yùn)動(dòng)；若F需＞F供，物體將做離心運(yùn)動(dòng)；若F需下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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