2020届一轮复习人教版圆周运动及其应用作业

合集下载

【物理】2020届一轮复习人教版　圆周运动的规律及应用课时作业

2020届一轮复习人教版圆周运动的规律及应用课时作业1.(圆周运动的运动学分析)某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,其简化示意图如图所示,其半径分别为r1、r2、r3,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心加速度为()A. B. C. D.答案A解析甲、乙、丙的线速度大小相等,根据a=知甲、丙的向心加速度之比为r3∶r1,甲的向心加速度a甲=r1ω2,则a丙=。

故A正确,B、C、D错误。

2.(圆周运动的运动学分析)(2017·江苏无锡测试)甲、乙、丙三个物体,甲放在海南,乙放在无锡,丙放在天津。

当它们随地球一起转动时。

下列说法正确的是()A.三个物体的角速度相等B.甲的线速度最小C.三个物体的线速度都相等D.甲的角速度最大答案A解析甲、乙、丙三个物体,甲放在海南,乙放在无锡,丙放在天津,它们随地球一起转动时它们的周期相同,角速度相同,甲的半径最大,由线速度和角速度的关系v=ωr 知甲的线速度最大,故A正确,B、C、D错误。

3.(圆周运动的动力学分析)如图所示,长为L的轻杆,一端固定一个质量为m的小球,另一端固定在水平转轴O上,杆随转轴O在竖直平面内匀速转动,角速度为ω,某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直,则此时杆与水平面的夹角是()A.sin θ=B.tan θ=C.sin θ=D.tan θ=答案A解析小球所受重力和杆的作用力的合力提供向心力,当杆对球的作用力恰好与杆垂直时,根据牛顿第二定律有mg sin θ=mLω2,解得sin θ=。

故A正确,B、C、D 错误。

4.如图所示,在竖直面内有一个以AB为水平直径的半圆,O为圆心,D为最低点。

圆上有一点C,且∠COD=60°。

现在在A点以速率v1沿AB方向抛出一小球,小球能击中D点;若在C点以某速率v2沿BA方向抛出小球也能击中D点。

重力加速度为g,不计空气阻力。

下列说法正确的是()A.圆的半径为R=B.圆的半径为R=C.速率v2=v1D.速率v2=v1答案A解析从A点抛出的小球做平抛运动,它运动到D点时R=,R=v1t1,故R=,选项A正确,B错误;从C点抛出的小球R sin 60°=v2t2,R(1-cos 60°)=,解得v2=v1,选项C、D错误。

2020届高考化学一轮复习人教版圆周运动课时作业Word版含答案

2020届一轮复习人教版圆周运动课时作业1.(平抛运动规律的应用)投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动。

如图所示,某同学将一枚飞镖从高于靶心正上方的位置水平投向竖直悬挂的靶盘,结果飞镖打在靶心的正下方。

忽略飞镖运动过程中所受空气阻力,在其他条件不变的情况下,为使飞镖命中靶心,他在下次投掷时应该()A.换用质量稍大些的飞镖B.适当增大投飞镖的初速度C.到稍远些的地方投飞镖D.适当减小投飞镖时的高度,飞镖打在靶心的正下方说明飞镖竖直方向的位移太大,根据平抛运动的规律可得,水平方向上:x=v0t竖直方向上:h=gt2所以要想减小飞镖竖直方向的位移,在水平位移不变的情况下,可以适当增大投飞镖的初速度来减小飞镖的运动时间,所以B正确,故选B。

2.(平抛运动规律的应用)如图所示,在M点以不同的速度分别将两小球水平抛出,两小球落在水平地面上的P点、Q点。

已知O点是M点在地面上的竖直投影,OP∶PQ=1∶3,且不考虑空气阻力的影响。

下列说法中正确的是()A.两小球的下落时间之比为1∶3B.两小球的下落时间之比为1∶4C.两小球的初速度大小之比为1∶3D.两小球的初速度大小之比为1∶4,高度相同,则下落的时间相同,故A、B错误;由于两球的水平位移之比为1∶4,根据v0=知,两小球的初速度大小之比为1∶4,故C错误,D正确。

3.(多选)(与斜面相关的平抛运动问题)(2017·江苏泰兴月考)如图所示,斜面倾角为θ,从斜面的P点分别以v0和2v0的速度水平抛出A、B两个小球,不计空气阻力,若两小球均落在斜面上且不发生反弹,则()A.A、B两球的水平位移大小之比为1∶4B.A、B两球飞行时间之比为1∶2C.A、B两球下落的高度之比为1∶2D.A、B两球落到斜面上的速度大小之比为1∶4x1=v0t1,y1=,tan θ=;x2=2v0t2,y2=,tan θ=;联立得A、B两球飞行时间之比为t1∶t2=1∶2,A、B两球的水平位移大小之比为x1∶x2=1∶4,选项A、B正确;A、B下落的高度之比为y1∶y2=1∶4,选项C错误;A、B 两球落到斜面上的速度大小分别为v1=,v2==2,A、B两球落到斜面上的速度大小之比为1∶2,选项D错误。

高考物理一轮总复习圆周运动及其应用课时作业新人教

课时作业(十四) 圆周运动及其应用1．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是( )A ．是线速度大小不变的运动B ．速度变化，加速度不变C ．是角速度不断变化的运动D ．速度和加速度的大小不变，方向时刻在变2．某质点做匀速圆周运动，线速度大小为r ，周期为T .那在T 2周期时间，速度改变量大小是( )A ．0 B.v2 C ．v D ．2v第3题图3．如图所示，一个环绕中心线AB 以一定的角速度转动的圆形线圈，下列说法正确的是( )A ．P 、Q 两点的角速度相同B ．P 、Q 两点的线速度相同C ．P 、Q 两点的角速度之比为3∶1D ．P 、Q 两点的线速度之比为3∶14．如图所示是一个玩具陀螺，a 、b 、c 是陀螺表面上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以第4题图角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )A ．a 、b 两点的线速度始终相同B ．a 、b 、c 三点的线速度大小相等C ．a 、b 两点的加速度比c 点的大D ．a 、b 两点的角速度比c 点的大5．关手向心力、向心加速度、加速度及物体所受合外力，下列说法中正确的是( )A ．做圆周运动的物体加速度一定指向圆心B ．向心力不改变圆周运动物体的速度大小C ．做匀速圆周运动的物体其向心加速度是不变的D ．做匀速圆周运动的物体其向心力为物体所受的合外力6．图示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r 1，从转动的半径为r 2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是( )第6题图A ．从动轮做顺时针转动B ．从动轮做逆时针转动C ．从动轮的转速为r 1r 2nD ．从动轮的转速为r 2r 1n第7题图7．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m 的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料套上，手握塑料管使其保持竖直并沿水平方向做半径为r 的匀速圆周运动，则只要运动角速度大小合适，螺丝帽恰好不下滑．假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学转动塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是( )A ．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B ．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C ．此时手转动塑料管的角速度ω＝mg μrD ．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动8．铁路转弯处的弯道半径r 是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h 的设计不仅与r 有关，还与火车在弯道上的行驶速率v 有关．下列说法正确的是( )A ．v 一定时，r 越小则要求h 越大B ．v 一定时，r 越大则要求h 越大C ．r 一定时，v 越小则要求h 越大D ．r 一定时，v 越大则要求h 越大9．关于洗衣机脱水桶的有关问题，下列说法正确的是( )A ．如果脱水桶的角速度太小，脱水桶就不能进行脱水B ．脱水桶工作时衣服上的水做离心运动，贴在桶壁上的衣服没有做离心运动C ．脱水桶工作时桶内的衣服也会做离心运动，所以脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上D ．只要脱水桶开始旋转，衣服上的水就作离心运动10．汽车以某一速率在水平地面上匀速转弯时，地面对车的侧向摩擦力正好达到最大，当汽车的速率增为原来的两倍时，则汽车的转弯半径必须( )A ．减为原来的1/2B ．减为原来的1/4C ．增为原来的2倍D ．增为原来的4倍第11题图11．如图，铁路转弯处外轨就略高于内轨，火车必须按规定的速度行驶，则转弯时( ) A．火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧B．弯道半径越大，火车所需向心力越大C．火车的速度若小于规定速度，火车将做离心运动D．火车若要提速行驶，弯道的坡度应适当增大12．在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右转弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ.设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时，车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，θ应等于( )A．arcsin v2Rg B．arccosv2RgC．arctan v2Rg D．arccotv2Rg13．如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置两个质量相等、用伸直的细线连接的物体A和B，物体与盘面间的动摩擦因数相同．现使物体和圆盘保持相对静止以角速度ω匀速转动，则( )第13题图A．在细线中无张力的情况下，物体A、B所受摩擦力可能相同B．当角速度ω小于某个值时，细线中没有张力C．剪断细线，物体B可能相对圆盘滑动D．剪断细线，物体A可能相对圆盘滑动第14题图14．如图所示，某游乐场有一水上转台，可在水平面内匀速转动，沿半径方向面对面手拉手坐着甲、乙两个小孩，假设两小孩的质量相等，他们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时，某一时刻两小孩突然松手，则两小孩的运动情况是( )A．两小孩均沿切线方向滑出后落入水中B．两小孩均沿半径方向滑出后落入水中C．两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动而落入水中D．甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动，乙发生滑动最终落入水中第15题图15．如图所示，M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒半径为R，内筒半径比R小很多，可以忽略不计，筒的两端是封闭的，两筒之间抽成真空．两筒以相同的角速度绕其中心轴线(图中垂直于纸面)做匀速转动．设从M筒内部可以通过窄缝S(与M筒的轴线平行)不断地向外射出两种不同速率v1和v2的微粒，从S处射出时的初速度方向都是沿筒的半径方向，微粒到达N筒后就附着在N筒上．如果R、v1和v2都不变，而ω取一合适的值，则( ) A．不可能使微粒落在N筒上的位置都在a处一条与S缝平行的窄条上B．有可能使微粒落在N筒上的位置都在某一处如b处一条与S缝平行的窄条上C．一定使微粒落在N筒上的位置分别在两处如b处和c处与S缝平行的窄条上D．只要时间足够长，N筒上将到处都落有微粒第16题图16．如图所示圆轨道AB是竖直平面内的四分之一圆周，在B点的轨道切线是水平的，一质点自A点从静止开始下滑，不计摩擦和空气阻力，则质点刚要到达B点时的加速度大小是多大？滑过B点的加速度是多大？课时作业(十四) 圆周运动及其应用1.AD 【解析】匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，但线速度的方向时刻在变化，速度和加速度大小不变，方向时刻在变，角速度不变，故选AD.2.D 【解析】 T 2周期时间，速度大小相等，方向相反，速度改变量大小是2v ，故选D.3.AD 【解析】线圈上每点角速度均相同，A 正确；设角速度为ω，半径为r ，则P 点线速度v P ＝ωr sin60°，Q 点线速度v Q ＝ωr sin30°， v P ∶v Q ＝3∶1，D 正确．4.C 【解析】由题意知，a 、b 两点的线速度大小相等，方向不同，A 错；r a ＝r b >r c ，ωa ＝ωb ＝ωc ，则v a ＝v b >v c ，a a ＝a b >a c ，故选C.5.BD 【解析】只有做匀速圆周运动的物体加速度才指向圆心，向心力是由物体所受合外力提供，向心力始终与速度方向垂直，只改变物体速度的方向，不改变速度大小，做匀速圆周运动的物体其向心加速度大小不变，但方向改变，故选BD.6.BC 【解析】由题意可知，两轮的线速度相等，从动轮做逆时针转动，由v ＝ωr，n ＝1T ，2π＝ωT 可知n 2n ＝T T 2＝ω2ω＝r 1r 2，即n 2＝r 1r 2n ，故选BC. 7.A 【解析】由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与最大静摩擦力平衡，杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，有mg ＝F f ＝μF N ＝μmω2r ，得ω＝g μr，选项A 正确、B 、C 错误；杆的转动速度增大时，杆对螺丝帽的弹力增大，最大静摩擦力也增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故选项D 错误． 8.AD 【解析】设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mgtan θ＝m v 2r ，得tan θ＝v 2gr.可见v 一定时，r 越大，tan θ越小，内外轨道的高度差h 越小，故A 正确，B 错误；当r 一定时，v 越大，tan θ越大，内外轨道的高度差越大，故C 错误，D 正确．9.ABC 【解析】由F ＝m rω2可知A 正确；贴在桶壁上的衣服由于受到桶壁的阻挡，无法向外做离心运动，而水则可以透过桶壁上的小孔做离心运动，B 正确．靠近桶中心的衣服，随着转速的增加，先做离心运动，直到贴在桶壁上．C 正确；开始转动时，当水所需的向心力小于水与衣服之间的吸附力时，不做离心运动，D 错误．10.D 【解析】由F ＝m v 2r可得：r 2∶r 1＝v 22∶v 21＝4∶1. 11.AD 【解析】火车转弯处火车需要的向心力是由重力和支持力的合力提供，方向水平且指向弯道内侧，则mgtan θ＝m v 2R，所以要提高速度就需要适当增大坡度，故AD 正确；火车做圆周运动的半径越大，所需向心力越小，故B 错误；如果速度小于规定值，火车有做向心运动的趋势，所以会对内侧轨道产生压力，故C 错误．12.C 【解析】要使摩擦力为零，则满足mgtan θ＝m v 2r ，即θ＝arctan v 2Rg，C 正确． 13.BD 【解析】因为AB 角速度相同，由F ＝mω2r ，半径越大向心力越大，故A 错；当向心力小于A 、B 的最大静摩擦力时，A 、B 间细线没有拉力，B 对；由于B 静止，故B 的向心力小于最大静摩擦力，故剪断细绳B 不可能滑动，C 错；A 受到细绳的拉力作用静止，剪断细绳时，可能会相对圆盘滑动，D 对；选BD.14.D 【解析】在松手前，甲、乙两小孩做圆周运动的向心力均由静摩擦力及拉力的合力提供的，且静摩擦力均达到了最大静摩擦力．因为这两个小孩在同一个圆盘上转动，故角速度ω相同，设此时手中的拉力为F T ，则对甲：F fm －F T ＝mω2R 甲．对乙：F T ＋F fm ＝mω2R 乙，当松手时，F T ＝0，乙所受的最大静摩擦力小于所需要的向心力，故乙做离心运动，然后落入水中．甲所受的静摩擦力变小，直至与它所需要的向心力相等，故甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动，选项D 正确．15.B 【解析】根据题意得R v＝t ，ωtR＝S ，所以同一速率发射的粒子将落在与S 平行的窄条上，改变ω取一合适值时，可使S ＝2πR，所以A 错，B 对；ω为可变值，所以不会出现一定，只是有可能，C 错；R v＝t 中的时间为粒子从S 到N 筒的时间在v 、R 不变时，t 不变，实验时间再长，t 也不会改变，无法使N 筒到处落有微粒，D 错；故选B.16.2g g 【解析】设圆周半径为R ，小球到达B 点时的速度为v.由mgR ＝12mv 2可得v ＝2gR 因小球到达B 点时的运动是圆周运动，其加速度为向心加速度，大小为： a ＝v 2R ＝2gR R＝2g 小球滑过B 点后做平抛运动，只受重力作用，加速度大小为g.。

2020届高考物理人教版(天津专用)一轮复习考点规范练：17 圆周运动及其应用含解析

A.小球的速度变大B.小球的角速度变小
C.小球的向心加速度变小D.细绳对小球的拉力变大
5.摩擦传动是传动装置中的一个重要模型,如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动,其中O、O'分别为两轮盘的轴心。已知两个轮盘的半径比r甲∶r乙=3∶1,且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B,两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同,两滑块距离轴心O、O'的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来,且转速逐渐增加,则下列叙述正确的是()
2020届高考物理人教版（天津专用）一轮复习考点规范练：17 圆周运动及其应用含解析
编辑：__________________
时间：__________________
一、单项选择题
1.(20xx·浙江模拟)自行车变速器的工作原理是依靠线绳拉动变速器,变速器通过改变链条的位置,使链条连到不同的齿轮上而改变速度。自行车的部分构造如图所示,下列有关说法不正确的是()
A.滑块A和B在与轮盘相对静止时,角速度之比为ω甲∶ω乙=1∶3
B.滑块A和B在与轮盘相对静止时,向心加速度之比为aA∶aB=2∶9
C.转速增加后,滑块B先发生滑动
D.转速增加后,两滑块一起发生滑动
三、非选择题
6.(20xx·湖南六校联考)如图所示的水上乐园的设施由弯曲滑道、竖直平面内的圆形滑道、水平滑道及水池组成。圆形滑道外侧半径r=2 m,圆形滑道的最低点的水平入口B和水平出口B'相互错开,为保证安全,在圆形滑道内运动时,要求紧贴内侧滑行。水面离水平滑道高度h=5 m。现游客从滑道A点由静止滑下,游客可视为质点,不计一切阻力,重力加速度g取10 m/s2,求:
FT-mg=
解得v3=

2020人教版高中物理一轮复习方案第四章曲线运动万有引力与航天课时作业13 圆周运动及其应用

课时作业13圆周运动及其应用时间：45分钟1．如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图．已知质量为60 kg的学员在A点位置，质量为70 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0 m，B点的转弯半径为4.0 m，学员和教练员(均可视为质点)(D)A．运动周期之比为5 4B．运动线速度大小之比为1 1C．向心加速度大小之比为4 5 D．受到的合力大小之比为1514解析：学员和教练员做圆周运动的角速度相等，根据T＝2πω知，周期相等，故A错误；根据v＝rω，学员和教练员做圆周运动的半径之比为54，则学员和教练员做圆周运动的线速度之比为54，故B 错误；根据a＝rω2，学员和教练员做圆周运动的半径之比为54，则学员和教练员做圆周运动的向心加速度大小之比为54，故C错误；根据F＝ma，学员和教练员做圆周运动的向心加速度大小之比为54，质量之比为67，则学员和教练员受到的合力大小之比为1514，故D正确．2．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些，汽车的运动可看作是半径为R的圆周运动．设内、外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于(B)A.gRh L B.gRh d C.gRLh D.gRdh解析：汽车做匀速圆周运动，没有横向摩擦力时，向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供，且向心力的方向沿水平方向，向心力F 向＝mg tan θ，根据牛顿第二定律有F 向＝m v 2R ，又知tan θ＝h d ，解得汽车转弯时的速度v ＝gRhd ，B 正确．3．图示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情景，运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线，将运动员与自行车看作一个整体，下列论述正确的是( B )A ．运动员转弯所需向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供B ．运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供C ．发生侧滑是因为运动员受到的合外力方向背离圆心D ．发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力解析：运动员转弯所需的向心力由地面对车轮的摩擦力提供，则A 错误，B 正确．发生侧滑而做离心运动的原因是所受到的摩擦力小于所需要的向心力，故C、D错误．4．如图，某摩天轮总建设高度为160米，横跨直径为153米．它一共悬挂有60个座舱，旋转一周的时间是30分钟，可同时容纳400人左右同时进行游览．若该摩天轮做匀速圆周运动，则乘客(D)A．速度始终恒定B．加速度始终恒定C．乘客对座椅的压力大小始终不变D．乘客受到合力大小不变解析：本题考查圆周运动及对基本概念的理解．做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，方向不断变化，加速度大小不变，方向总是指向圆心，AB错误；乘客受到的合力大小不变，方向总是指向圆心，而压力在最低点大于最高点，C错误，D正确．5．如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘面间的动摩擦因数相同．当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速，烧断细绳，则两物体的运动情况将是(D)A．两物体沿切线方向滑动B．两物体沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D．物体A仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体B发生滑动，离圆盘圆心越来越远解析：本题考查圆周运动．由题图知，物体B做匀速圆周运动的半径大于物体A做匀速圆周运动的半径，因为两物体的质量相等，角速度相同，物体B的向心力大于物体A的向心力，故当物体B刚要发生滑动时，物体B所受的摩擦力为最大静摩擦力，物体A所受的摩擦力小于最大静摩擦力，当物体A刚要发生滑动时，物体B做匀速圆周运动的向心力由细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供，所以烧断细线后，物体B所受的最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，B相对圆盘发生滑动而做离心运动，而物体A所需要的向心力小于最大静摩擦力，所以物体A相对圆盘静止，选项A、B、C错误，D正确．6．(多选)如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为r，质量m的带孔小球穿于环上，同时有一长为r的细绳一端系于圆环最高点，另一端系于小球上，当圆环以角速度ω(ω≠0)绕竖直直径转动时( CD )A ．细绳对小球的拉力可能为零B ．细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等C ．细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等D ．当ω＝2gr 时，金属圆环对小球的作用力为零解析：因为圆环光滑，小球不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力、环对球的弹力，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，则有T cos60°＋N cos60°＝mg ，T sin60°－N sin60°＝mω2r sin60°，解得T ＝mg ＋12mω2r ，N ＝mg －12mω2r ，当ω＝2g r 时，金属圆环对小球的作用力N ＝0.综上可知C 、D 正确，A 、B 错误．7．如图所示，一根长为l ＝1 m 的细线一端系一质量为m ＝1 kg 的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角为θ＝37°.(g 取10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，结果可用根式表示)(1)若要使小球刚好离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大？(2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω′为多大？解析：(1)若要使小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线的拉力，小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上，故向心力沿水平方向，受力分析如图所示．由牛顿第二定律及向心力公式得mg tan θ＝mω20l sin θ解得ω0＝g l cos θ＝522 rad/s. (2)同理，当细线与竖直方向成α＝60°角时，由牛顿第二定律及向心力公式得mg tan α＝mω′2l sin α解得ω′＝g l cos α＝2 5 rad/s. 答案：(1)52 2 rad/s (2)2 5 rad/s8．如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和B 水平放置，两轮半径关系为R A ＝2R B .当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A 轮边缘上．若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮也静止，则木块距B 轮转动轴的最大距离为( C )A.R B 4B.R B 3C.R B 2 D ．R B解析：由图可知，当主动轮A 匀速转动时，A 、B 两轮边缘上的线速度相同，由ω＝v R ，得ωA ωB＝v /R A v /R B ＝R B R A ＝12.由于小木块恰能在A 轮边缘静止，则由最大静摩擦力提供向心力，故μA mg ＝mω2A R A ①设放在B 轮上能使木块相对静止的距B 转动轴的最大距离为r ，则向心力由最大静摩擦力提供，故μB mg ＝mω2B r ②因A 、B 材料相同，故木块与A 、B 的动摩擦因数相同，①②式左边相等，故mω2A R A ＝mω2B r ，得r ＝(ωA ωB)2R A ＝(12)2R A ＝R A 4＝R B 2.所以选项C 正确．9．(2019·重庆一中模拟)如图，半径为R 的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过容器球心O 的竖直线重合，转台以一定角速度ω匀速旋转．有两个质量均为m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，两小物块都随陶罐一起转动且相对罐壁静止，两物块和球心O 的连线相互垂直，且A 物块和球心O 的连线与竖直方向的夹角θ＝60°，已知重力加速度大小为g ，若A 物块受到的摩擦力恰好为零，则B 物块受到的摩擦力大小为( A )A.3－12mgB.3－14mg C.3－36mg D.3－236mg 解析：当A 所受摩擦力恰为零时，A 和球心的连线与竖直方向的夹角为60°，根据牛顿第二定律得mg tan60°＝mrω2，r ＝R sin60°，此时B 有沿罐壁向上滑的趋势，摩擦力沿罐壁切线向下，竖直方向上N cos30°－f sin30°－mg ＝0，水平方向上N sin30°＋f cos30°＝mr ′ω2，r ′＝R sin30°，联立解得f ＝3－12mg ，A 正确． 10．(多选)如图所示，在角锥体表面上放一个物体，角锥体绕竖直轴转动．当角锥体旋转角速度增大时，物块仍和角锥体保持相对静止，则( AD )A．物体受到的支持力减小B．物体受到的合外力不变C．角锥体对物体的作用力不变D．物体受到的静摩擦力增大解析：物体随角锥体绕竖直轴转动，对物体受力分析，设倾斜面与水平面的夹角为α，所以在竖直方向：mg＝N cosα＋f sinα，水平方向：f cosα－N sinα＝mω2r，当角锥体旋转的角速度增大时，物体仍和角锥体保持相对静止，则物体需要的向心力增大，分析知静摩擦力增大，支持力减小，物体在竖直方向所受合力为零，水平方向向心力增大，所以物体所受合外力增大，选项A、D正确．11．如图在水平圆盘上放有质量相同的滑块1和滑块2，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴OO′转动．两滑块与圆盘的滑动摩擦因数相同均为μ，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力．两滑块与轴O共线且滑块1到转轴的距离为r，滑块2到转轴的距离为2r，现将两个滑块用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力．当圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，针对这个过程，求解下列问题：(1)求轻绳刚有拉力时圆盘的角速度；(2)求当圆盘角速度为ω＝μgr时，滑块1受到的摩擦力．解析：(1)轻绳刚有拉力时，物体2与转盘间的摩擦力达到最大静摩擦力，则由牛顿第二定律μmg＝mω20·2r解得ω0＝μg2r(2)当圆盘角速度为ω＝μgr>μg2r，此时2与转盘间的摩擦力是最大静摩擦力，则对2：F T＋μmg＝mω2·2r对1：F T＋F f1＝mω2·r解得F f1＝0答案：(1)μg2r(2)012．图甲中表演的水流星是一项中国传统民间杂技艺术，在一根绳子上系着两个装满水的桶，表演者把它甩动转起来，犹如流星般，而水不会流出来．图乙为水流星的简化示意图，在某次表演中，当桶A在最高点时，桶B恰好在最低点，若演员仅控制住绳的中点O 不动，而水桶A 、B (均可视为质点)都恰好能通过最高点，已知绳长l ＝1.6 m ，两水桶(含水)的质量均为m ＝0.5 kg ，不计空气阻力及绳重，取g ＝10 m/s 2.(1)求水桶在最高点和最低点的速度大小；(2)求图示位置时，手对绳子的力的大小．解析：(1)设最高点的速度为v 1，最低点的速度为v 2，水桶做圆周运动的半径R ＝l 2＝0.8 m 水桶恰通过最高点时绳上的拉力为零，有：mg ＝m v 21R解得：v 1＝2 2 m/s水桶从最高点运动到最低点有：mgl ＋12m v 21＝12m v 22 解得：v 2＝210 m/s(2)绳OA 对水桶A 的拉力为零，对最低点的桶B 受力分析可得F OB －mg ＝m v 22R解得：F OB ＝30 N所以，手对绳子的力的大小为30 N答案：(1)2 2 m/s210 m/s(2)30 N。

2020届高考物理人教版一轮复习圆周运动作业Word版

2020届一轮复习人教版圆周运动作业1．在人们经常见到的以下现象中，不属于离心现象的是()A．舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开B．在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出C．满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出D．守门员把足球踢出后，球在空中沿着弧线运动答案 D解析舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子做圆周运动，受到的合力的大小不足以提供裙子所需要的向心力时，裙子远离圆心，会张开，故A不符合题意；当雨伞转动时雨滴所需要的向心力增加，当超过雨伞对雨滴的吸附力时，雨滴做离心运动，故B不符合题意；当卡车急转弯时，部分黄沙或石子间的作用力不足以提供其所需的向心力，做离心运动，会被甩出，故C不符合题意；运动员将球踢出后球在空中运动，是由于惯性，故D符合题意。

2. 如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图。

已知质量为60 kg的学员在A点位置，质量为70 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0 m，B点的转弯半径为 4.0 m，则学员和教练员(均可视为质点)()A．运动周期之比为5∶4B．运动线速度大小之比为1∶1C．向心加速度大小之比为4∶5D．受到的合力大小之比为15∶14答案 D解析因A、B的角速度相同，由T＝2πω可知T A＝T B，A错误；由v＝ωr可知v A∶v B＝r A∶r B＝5∶4，B错误；同理由a＝ω2r可得a A∶a B＝5∶4，C错误；F向A∶F向B＝m A r Aω2∶m B r Bω2，代入数据解得，F向A∶F向B＝15∶14，D正确。

3. 如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无滑动。

甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲∶r乙＝3∶1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时()A．m1与m2滑动前的角速度之比ω1∶ω2＝3∶1B．m1与m2滑动前的向心加速度之比a1∶a2＝1∶3C．随转速慢慢增加，m1先开始滑动D．随转速慢慢增加，m2先开始滑动答案 D解析甲、乙两圆盘边缘上的各点线速度大小相等，设乙圆盘的半径为R，甲圆盘的半径为3R，有：ω1·3R＝ω2·R，则得ω1∶ω2＝1∶3，所以小物体相对盘开始滑动前，m1与m2的角速度之比为1∶3，故A错误；小物体相对盘开始滑动前，根据a＝ω2r得：m1与m2的向心加速度之比为a1∶a2＝(ω21·2r)∶(ω22r)＝2∶9，故B错误；根据μmg＝mω2r可知，临界角速度ω＝μgr，m1和m2的临界角速度之比为1∶2，而m1和m2的角速度之比ω1∶ω2＝1∶3，可知当转速增加时，m2先达到临界角速度，所以m2先开始滑动，故D正确，C错误。

【物理】2020届一轮复习人教版研究圆周运动课时作业

2020届一轮复习人教版研究圆周运动课时作业一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)1.物体做匀速圆周运动,在其运动过程中,不发生变化的物理量是()A.线速度B.角速度C.向心加速度D.合力解析:线速度沿切线方向不断变化,向心加速度和合力方向时刻指向圆心,不断变化,只有角速度的大小和方向不变。

答案:B2.做匀速圆周运动的物体,它所受的向心力的大小必定与()A.线速度的二次方成正比B.角速度的二次方成正比C.运动半径成反比D.线速度和角速度的乘积成正比解析:因做匀速圆周运动的物体满足关系F向=m=mRω2=mvω。

由此可以看出在R、v、ω是变量的情况下,F与R、v、ω是什么关系不能确定,只有在R一定的情况下,向心力才与线速度的二次方、角速度的二次方成正比;在v=mvω看,m 一定时,F与R成反比;ω一定时,F与R成正比,故A、B、C错误。

而从F向是不变的,知D正确。

答案:D3.如图所示是一个玩具陀螺。

a、b和c是陀螺上的三个点。

当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是()A.a、b和c三点的线速度大小相等B.a、b和c三点的角速度相等C.a、b的角速度比c的大D.c的线速度比a、b的大解析:由于a、b、c三点是陀螺上的三个点,所以当陀螺转动时,三个点的角速度相同,选项B正确,C错误;根据v=ωR,由于a、b、c三点的半径不同,R a=R b>R c,所以有v a=v b>v c,选项A、D均错误。

答案:B4.半径为R的光滑半圆球固定在水平面上,如图所示,顶部有一小物体A,今给它一个水平初速度v0=,则物体将()A.沿球面下滑至M点B.沿球面下滑至某一点N,便离开球面做斜下抛运动C.按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动D.立即离开半圆球做平抛运动解析:小物体在半球面的顶点,若是能沿球面下滑,则它受到的半球面的弹力与重力的合力提供向心力,有mg-F==mg,则F=0,这说明小物体与半球面之间无相互作用力,小物体只受到重力的作用,又有水平初速度,小物体做平抛运动。

高考物理一轮复习课时作业十二圆周运动及其应用含解析新人教版

圆周运动及其应用(建议用时40分钟)1.洗衣机是现代家庭常见的电器设备。

它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的,下列有关说法中错误的是( )A．脱水过程中,衣物是紧贴筒壁的B．加快脱水筒转动的角速度,脱水效果会更好C．水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力D．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好【解析】选D。

脱水过程中,衣物由于离心作用而紧贴筒壁,A正确,不符合题意；加快脱水筒转动的角速度,脱水效果会更好,B正确,不符合题意；水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力而做离心运动,C正确,不符合题意；四周的衣物脱水效果比靠近中心的衣物脱水效果好,D错误,符合题意。

故选D。

2．(2020·眉山模拟)转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示。

转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是( )A.笔杆上的点离O点越近的,角速度越大B．笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越大C．笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的D．若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走【解析】选D。

笔杆上的各个点都做同轴转动,所以角速度是相等的,但转动半径不同,所以线速度不同,故A错误；由向心加速度公式a n＝ω2R,笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小,故B错误；笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由笔杆的弹力提供的,与万有引力无关,故C错误；当转速过大时,提供的向心力小于需要的向心力,笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走,故D正确。

【加固训练】如图所示,计算机硬盘盘面在电机的带动下高速旋转,通过读写磁头读写下方磁盘上的数据。

普通家用电脑硬盘的转速通常有5 400 r/min 和7 200 r/min两种,硬盘盘面的大小相同,则正常运转时,下列说法中正确的是( )A.5 400 r/min与7 200 r/min的硬盘盘面边缘的某点的角速度大小之比为4∶3B.磁头的位置相同时,两种硬盘读写数据速度相等C.磁头的位置相同时,7 200 r/min的硬盘读写数据速度较慢D.5 400 r/min与7 200 r/min的硬盘盘面边缘的某点的角速度大小之比为3∶4【解析】选D。

2020届高考物理人教版一轮复习限时规范练：圆周运动(含解析)

2020届高考物理人教版一轮复习限时规范练圆周运动一、选择题1、如图所示，一根细线下端拴一个金属小球A,细线的上端固定在金属块B上，B放在带小孔的水平桌面上，小球A在某一水平面内做匀速圆周运动。

现使小球A改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），金属块B在桌面上始终保持静止。

后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）A. 金属块B受到桌面的静摩擦力变大B. 金属块B受到桌面的支持力变小C. 细线的张力变大D. 小球A运动的角速度减小【答案】D【解析】设A B质量分别为m M, A做匀速圆周运动的向心加速度为a,细线与竖直方向的夹角为0，对B研究，B受到的摩擦力f = T sin 0 ,对A,有T sin 0 = ma T cos 0 = mg 解得a= g tan 0 , 0变小，a减小，则静摩擦力变小，故A错误；以整体为研究对象知，B受到桌面的支持力大小不变，应等于（Wmg,故B错误；细线的拉力T= mg , 0变小，T变小，故C错误；设细线长为I，则acos 0正确。

2. 如图所示，由于地球的自转，地球表面上 P 、Q 两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动。

对于 P 、Q 两物体的运动，下列说法正确的是A. P 、Q 两物体的角速度大小相等B. P 、Q 两物体的线速度大小相等C. P 物体的线速度比Q 物体的线速度大D. P 、Q 两物体均受重力和支持力两个力作用【答案】A【解析】P 、Q 两物体都是绕地球自转轴做匀速圆周运动，角速度相等，即3 P = 3 Q ,选项A 正确；根据圆周运动线速度 V = 3 R,因P 、 Q 两物体做匀速圆周运动的半径不等，则 P 、Q 两物体做圆周运动的线速度大小不等，选项B 错误；Q 物体到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项 C 错误；P 、Q 两物体均受到万有引力和支持力作用，重力只是万有引力的一个分力，选项 D 错误。

【物理】2020届一轮复习人教版第四章第3讲　圆周运动课时作业

2020届一轮复习人教版第四章第3讲圆周运动课时作业(十三)[基础题组]一、单项选择题1．A 、B 两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图)，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们( )A ．线速度大小之比为4∶3B ．角速度大小之比为3∶4C ．圆周运动的半径之比为2∶1D ．向心加速度大小之比为1∶2解析：因为相同时间内他们通过的路程之比是4∶3，根据v ＝st ，知A 、B 的线速度之比为4∶3，故A 正确；运动方向改变的角度之比为3∶2，根据ω＝Δθt ，知角速度之比为3∶2，故B 错误；根据v ＝ωr 可得圆周运动的半径之比为r 1r 2＝43×23＝89，故C 错误；根据a ＝v ω得，向心加速度之比为a 1a 2＝v 1ω1v 2ω2＝43×32＝21，故D 错误．答案：A2．(2019·辽宁大连模拟)如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G 的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g ，估算知该女运动员( )A ．受到的拉力为GB ．受到的拉力为2GC ．向心加速度为3gD ．向心加速度为2g解析：对女运动员受力分析如图所示，F 1＝F cos 30°，F 2＝F sin 30°，F 2＝G ，由牛顿第二定律得F 1＝ma ，所以a ＝3g ，F ＝2G ，B 正确．答案：B3．如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O 点做匀速圆周运动的俯视示意图．已知质量为60 kg 的学员在A 点位置，质量为70 kg 的教练员在B 点位置，A 点的转弯半径为5.0 m ，B 点的转弯半径为4.0 m ，学员和教练员(均可视为质点)( )A ．运动周期之比为5∶4B ．运动线速度大小之比为1∶1C ．向心加速度大小之比为4∶5D ．受到的合力大小之比为15∶14解析：A 、B 两点的学员和教练员做圆周运动的角速度相等，根据T ＝2πω知，运动周期相等，故A 错误；学员和教练员半径之比为5∶4，根据v ＝rω知，运动线速度大小之比为5∶4，故B 错误；根据a ＝rω2知，向心加速度大小之比为5∶4，故C 错误；向心加速度大小之比为5∶4，质量之比为6∶7，根据F ＝ma 知，受到的合力大小之比为 15∶14，故D 正确．答案：D4．如图所示，长度均为l ＝1 m 的两根轻绳，一端共同系住质量为m ＝0.5 kg 的小球，另一端分别固定在等高的A 、B 两点，A 、B 两点间的距离也为l ，重力加速度g 取10 m/s 2.现使小球在竖直平面内以AB 为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v 时，每根绳的拉力恰好为零，则小球在最高点速率为2v 时，每根绳的拉力大小为( )A ．5 3 NB ．20 3 NC ．15 ND ．10 3 N解析：小球在最高点速率为v 时，两根绳的拉力恰好均为零，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2r ；当小球在最高点的速率为2v 时，由牛顿第二定律得mg ＋2F T cos 30°＝m (2v )2r ，解得F T ＝3mg ＝5 3 N ，故选项A 正确．答案：A5．如图所示，半径为R 的光滑半圆轨道竖直放置，一小球以某一速度进入半圆轨道，通过最高点P 时，对轨道的压力为其重力的一半，不计空气阻力，则小球落地点到P 点的水平距离为( )A.2RB.3RC.5RD.6R解析：小球从P 点飞出后，做平抛运动，设做平抛运动的时间为t ，则2R ＝12gt 2，解得t ＝2R g ，在最高点P 时，有mg ＋12mg ＝m v 2R，解得v ＝3gR2，因此小球落地点到P 点的水平距离为x ＝v t ＝6R ，选项D 正确．答案：D 二、多项选择题6．如图所示，一位同学玩飞镖游戏．圆盘最上端有一P 点，飞镖抛出时与P 点等高，且距离P 点为L .当飞镖以初速度v 0垂直盘面瞄准P 点抛出的同时，圆盘绕经过盘心O 点的水平轴在竖直平面内匀速转动．忽略空气阻力，重力加速度为g ，若飞镖恰好击中P 点，则( )A ．飞镖击中P 点所需的时间为Lv 0B ．圆盘的半径为gL 22v 02C ．圆盘转动角速度的最小值为2πv 0LD ．P 点随圆盘转动的线速度可能为5πgL4v 0解析：飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此t ＝Lv 0，故A 正确；飞镖击中P 点时，P 点恰好在圆盘最下方，则2r ＝12gt 2，解得圆盘的半径r ＝gL 24v 02，故B 错误；飞镖击中P 点，P 点转过的角度满足θ＝ωt ＝π＋2k π(k ＝0,1,2，…)，故ω＝θt ＝(2k ＋1)πv 0L ，则圆盘转动角速度的最小值为πv 0L，故C 错误；P 点随圆盘转动的线速度为v ＝ωr ＝(2k ＋1)πv 0L ·gL 24v 02＝(2k ＋1)πgL 4v 0，当k ＝2时，v ＝5πgL4v 0，故D 正确．答案：AD7．(2019·北京东城区模拟)长为L 的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动．关于小球在最高点的速度v ，下列说法中正确的是( )A ．当v ＝gL 时，轻杆对小球的弹力为零B ．当v 由gL 逐渐增大时，轻杆对小球的拉力逐渐增大C ．当v 由gL 逐渐减小时，轻杆对小球的支持力逐渐减小D ．当v 由零逐渐增大时，向心力也逐渐增大解析：在最高点轻杆对小球的作用力为0时，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2L ，v ＝gL ，A正确；当v ＞gL 时，轻杆对小球有拉力，则F ＋mg ＝m v 2L ，v 增大，F 增大，B 正确；当v＜gL 时，轻杆对小球有支持力，则mg －F ′＝m v 2L ，v 减小，F ′增大，C 错误；由F 向＝m v 2L 知，v 增大，向心力增大，D 正确．答案：ABD8．(2019·陕西西安模拟)如图所示，一个质量为M的人，站在台秤上，一长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆周的最高点，则下列说法正确的是()A．小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为(M＋6m)gB．小球运动到最高点时，台秤的示数最小且为MgC．小球在a、b两个位置时，台秤的示数相同D．小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态解析：小球恰好能通过圆周的最高点，在最高点，细线中拉力为零，小球速度v b＝gR，小球从最高点运动到最低点，由机械能守恒定律有，12m v b2＋mg×2R＝12m v d2，在最低点，由牛顿第二定律，F－mg＝m v d2R，联立解得细线中拉力F＝6mg，小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为Mg＋F＝(M＋6m)g，选项A正确；小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg，但是不是最小，当小球处于如图所示状态时，设其速度为v1，由牛顿第二定律有F T＋mg cos θ＝m v12R ，由机械能守恒定律有12m v b2＋mgR(1－cos θ)＝12m v12，联立解得细线拉力F T＝3mg(1－cos θ)，其分力F T y＝F T cos θ＝3mg cos θ－3mg cos2θ，当cos θ＝0.5，即θ＝60°时，台秤的最小示数为F min＝Mg－F T y＝Mg－0.75mg，选项B错误；在a、b、c三个位置，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，选项C正确；人没有运动，不会有超重失重状态，故D错误．答案：AC[能力题组]一、选择题9．(2019·河南郑州质检)如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A 和B 水平放置，两轮半径R A ＝2R B .当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A 轮边缘上．若将小木块放在B 轮上，欲使小木块相对B 轮也静止，则小木块距B 轮转动轴的最大距离为( )A.R B 4B.R B 3C.R B 2D ．R B解析：由题图可知，当主动轮A 匀速转动时，A 、B 两轮边缘上的线速度大小相同，由ω＝v R ，得ωA ωB ＝R B R A ＝12.由于小木块恰能在A 轮边缘静止，则由静摩擦力提供的向心力达最大值μmg ，故μmg ＝mωA 2R A ①，设放在B 轮上能使小木块相对静止的距B 轮转动轴的最大距离为r ，则向心力由最大静摩擦力提供，故μmg ＝mωB 2r ②，因A 、B 材料相同，故小木块与A 、B 间的动摩擦因数相同，①②式左边相等，故mωA 2R A ＝mωB 2r ，得r ＝(ωA ωB )2R A ＝(12)2R A ＝R A 4＝R B2，C 正确．答案：C10．(2019·湖南怀化联考)质量为m 的小球由轻绳a 和b 分别系于一轻质细杆的B 点和A 点，如图所示，绳a 与水平方向成θ角，绳b 在水平方向且长为l ，当轻杆绕轴AB 以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )A ．a 绳的张力可能为零B ．a 绳的张力随角速度的增大而增大C ．当角速度ω＞g cot θl时，b 绳将出现弹力 D ．若b 绳突然被剪断，则a 绳的弹力一定发生变化解析：由于小球m 的重力不为零，a 绳的张力不可能为零，b 绳的张力可能为零，选项A错误；由于a绳的张力在竖直方向的分力等于重力，所以a绳的张力随角速度的增大不变，b绳的张力随角速度的增大而增大，选项B错误；若b绳中的张力为零，设a绳中的张力为F，对小球m，F sin θ＝mg，F cos θ＝mω2l，联立解得：ω＝g cot θl，即当角速度ω＞g cot θl，b绳将出现弹力，选项C正确；当ω＝g cot θl时，b绳突然被剪断，a绳的弹力不发生变化，选项D错误．答案：C11．(2019·湖南衡阳模拟)轻杆一端固定有质量为m＝1 kg的小球，另一端安装在水平轴上，转轴到小球的距离为50 cm，转轴固定在三角形的带电动机(电动机没画出来)的支架上，在电动机作用下，轻杆在竖直面内做匀速圆周运动，如图所示．若转轴达到某一恒定转速n 时，在最高点，杆受到小球的压力为2 N，重力加速度g取10 m/s2，则()A．小球运动到最高点时，小球需要的向心力为12 NB．小球运动到最高点时，线速度v＝1 m/sC．小球运动到图示水平位置时，地面对支架的摩擦力为8 ND．把杆换成轻绳，同样转速的情况下，小球仍能通过图示的最高点解析：小球运动到最高点时，杆受到小球的压力为2 N，由牛顿第三定律可知杆对小球的支持力F N＝2 N，在最高点，小球需要的向心力由重力和杆的支持力的合力提供，为F＝mg－F N＝8 N，故A错误；在最高点，由F＝m v2r 得，v＝Frm＝8×0.51m/s＝2 m/s，故B错误；小球运动到图示水平位置时，设杆对小球的拉力为F T，则有F T＝m v2r＝F＝8 N，则小球对杆的拉力F T′＝F T＝8 N，据题意知支架处于静止状态，由平衡条件可知地面对支架的摩擦力F f＝F T′＝8 N，故C正确；把杆换成轻绳，设小球通过最高点的最小速度为v0，由mg＝m v02r得，v0＝gr＝10×0.5 m/s＝ 5 m/s>v，所以在同样转速的情况下，小球不能通过图示的最高点，故D错误．答案：C二、非选择题12．(2019·福建百校联考)图甲中表演的水流星是一项中国传统民间杂技艺术，在一根绳子上系着两个装满水的桶，表演者把它甩动转起来，犹如流星般，而水不会流出来．图乙为水流星的简化示意图，在某次表演中，当桶A 在最高点时，桶B 恰好在最低点，若演员仅控制住绳的中点O 不动，而水桶A 、B (均可视为质点)都恰好能通过最高点，已知绳长l ＝1.6 m ，两水桶(含水)的质量均为m ＝0.5 kg ，不计空气阻力及绳重，g 取10 m/s 2.(1)求水桶在最高点和最低点的速度大小； (2)求图示位置时，手对绳子的力的大小．解析：(1)设最高点的速度为v 1，最低点的速度为v 2，水桶做圆周运动的半径R ＝l2＝0.8m水桶恰通过最高点时绳上的拉力为零，有mg ＝m v 12R解得v 1＝2 2 m/s水桶从最高点运动到最低点有mgl ＋12m v 12＝12m v 22解得v 2＝210 m/s(2)绳OA 对水桶A 的拉力为零，对最低点的桶B 受力分析可得F OB －mg ＝m v 22R解得F OB ＝30 N所以，手对绳子的力的大小为30 N 答案：(1)2 2 m/s 210 m/s (2)30 N13.(2019·辽宁五校高三联考)如图所示，AB 是长为L ＝1.2 m 、倾角为53°的斜面，其上端与一段光滑的圆弧BC 相切于B 点．C 是圆弧的最高点，圆弧的半径为R ，A 、C 两点与圆弧的圆心O 在同一竖直线上．物体受到与斜面平行的恒力作用，从A 点开始沿斜面向上运动，到达B 点时撤去该力，物体将沿圆弧运动，通过C 点后落回到水平地面上．已知物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，恒力F ＝28 N ，物体可看成质点且m ＝1 kg.重力加速度g 取10 m/s 2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：(1)物体通过C 点时对轨道的压力大小；(结果保留一位小数) (2)物体在水平地面上的落点到A 点的距离．解析：(1)根据题图，由几何知识得，OA 的高度H ＝Lsin 53°＝1.5 m圆轨道半径R ＝Ltan 53°＝0.9 m物体从A 到C 的过程，由动能定理得 (F －μmg cos 53°)L －mg (H ＋R )＝12m v 2解得v ＝2 3 m/s物体在C 点，由牛顿第二定律得F N ＋mg ＝m v 2R由牛顿第三定律得物体通过C 点时对轨道的压力大小F N ′＝F N ＝3.3 N (2)物体离开C 点后做平抛运动在竖直方向：H ＋R ＝12gt 2在水平方向：x ＝v t 解得x ＝2.4 m. 答案：见解析。

2020复习方案高考物理人教版一轮复习讲义：第四章第3讲圆周运动及其应用含答案

第3讲圆周运动及其应用考点1圆周运动中的运动学分析1．描述圆周运动的物理量间的关系2．常见的三种传动方式及特点A相同，线速度与其半径成正比A角速度与其半径成反比，周期与其半径成正比vωω齿轮的齿数1．(2018·江苏卷)(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10°.在此10 s时间内，火车(AD)A．运动路程为600 m B．加速度为零C．角速度约为1 rad/s D．转弯半径约为3.4 km解析：本题考查匀速圆周运动．火车的角速度ω＝θt＝2π×1036010rad/s＝π180 rad/s，选项C错误；火车做匀速圆周运动，其受到的合外力等于向心力，加速度不为零，选项B错误；火车在10 s内运动路程s＝v t＝600 m，选项A正确；火车转弯半径R＝vω＝60π180m≈3.4 km，选项D正确．2．汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O′点，B也为后盖上一点，后盖可绕过O点的固定铰链转动，在合上后备箱盖的过程中(C)A．A点相对O′点做圆周运动B．A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等C．A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等D．A点与B点相对于O点转动的向心加速度大小相等解析：在合上后备箱盖的过程中，O′A的长度是变化的，因此A点相对O′点不是做圆周运动，选项A错误；在合上后备箱盖的过程中，A点与B点都是绕O点做圆周运动，相同的时间绕O点转过的角度相同，即A点与B点相对O点的角速度相等，但是OB大于OA，根据v＝rω，所以B点相对于O点转动的线速度大，故选项B错误，C正确；根据向心加速度公式a＝rω2可知，B点相对O点的向心加速度大于A点相对O点的向心加速度，故选项D错误．3．(多选)如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等直径约为30 cm的感应玻璃盘起电的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接如图乙所示，现玻璃盘以100 r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8 cm，从动轮的半径约为2 cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是(BC)A．P、Q的线速度相同B ．玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反C ．P 点的线速度大小约为1.6 m/sD ．摇把的转速约为400 r/min解析：由于线速度的方向沿曲线的切线方向，由图可知，P 、Q 两点的线速度的方向一定不同，故A 错误；若主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，所以玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反，故B 正确；玻璃盘的直径是30 cm ，转速是100 r/min ，所以线速度v ＝ωr ＝2n πr ＝2×10060×π×0.32m/s ＝0.5π m/s ≈1.6 m/s ，故C 正确；从动轮边缘的线速度v c ＝ω·r c ＝2×10060×π×0.02 m/s ＝115π m/s ，由于主动轮的边缘各点的线速度与从动轮边缘各点的线速度的大小相等，即v z＝v c ，所以主动轮的转速n z ＝ωz 2π＝v z r z 2π＝115π2π×0.08r/s ＝25 r/min ，故D 错误．在分析传动装置的各物理量时，要抓住不等量与等量之间的关系.分析此类问题有两个关键点：一是同一轮轴上的各点角速度相同；二是皮带不打滑时，与皮带接触的各点线速度大小相同.抓住这两点，然后根据描述圆周运动的各物理量之间的关系就不难得出正确的结论.考点2 圆周运动中的动力学问题1．向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．2．向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力．考向1火车转弯问题(1)v＝gr tanθ，车轮与内、外侧轨道无作用力；(2)v>gr tanθ，火车车轮对外侧轨道有作用力；(3)v<gr tanθ，火车车轮对内侧轨道有作用力．1．(多选)在设计水平面内的火车轨道的转弯处时，要设计为外轨高、内轨低的结构，即路基形成一外高、内低的斜坡(如图所示)，内、外两铁轨间的高度差在设计上应考虑到铁轨转弯的半径和火车的行驶速度大小．若某转弯处设计为当火车以速率v通过时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零．车轮与铁轨间的摩擦可忽略不计，则下列说法中正确的是(BC)A．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受各力的合力沿路基向下方向B．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受重力与铁轨对其支持力的合力提供向心力C．当火车行驶的速率大于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力D．当火车行驶的速率小于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力解析：火车转弯时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圆心，故A错误，B正确；当速度大于v时，重力和支持力的合力小于所需向心力，此时外轨对车轮轮缘施加压力，故C正确；当速度小于v时，重力和支持力的合力大于向心力，此时内轨对车轮轮缘施加压力，故D错误．2．(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v c时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处(AC)A．路面外侧高、内侧低B．车速只要低于v c，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于v c，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，v c的值变小解析：当汽车行驶的速度为v c时，路面对汽车没有摩擦力，路面对汽车的支持力与汽车重力的合力提供向心力，此时要求路面外侧高、内侧低，选项A正确．当速度稍大于v c时，汽车有向外侧滑动的趋势，因而受到向内侧的摩擦力，当摩擦力小于最大静摩擦力时，车辆不会向外侧滑动，选项C正确．同样，速度稍小于v c时，车辆不会向内侧滑动，选项B错误．v c 的大小只与路面的倾斜程度和转弯半径有关，与路面的粗糙程度无关，D错误．考向2汽车过桥F N －mg ＝m v 2r桥对车的支持力F N ＝mg ＋m v 2r >mg ，汽车处于超重状态mg －F N ＝m v 2r桥对车的支持力F N ＝mg －m v 2r <mg ，汽车处于失重状态．若v ＝gr ，则F N ＝0，汽车将脱离桥面做平抛运动3.一汽车通过拱形桥顶时速度为10 m/s ，车对桥顶的压力为车重的34，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为( B )A ．15 m/sB ．20 m/sC ．25 m/sD ．30 m/s解析：当F N ＝34G 时，因为G －F N ＝m v 2r ，所以14G ＝m v 2r ；当F N ＝0时，G ＝m v ′2r ，所以v ′＝2v ＝20 m/s.选项B 正确．4．一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱形桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥．设两圆弧半径相等，汽车通过拱形桥桥顶时，对桥面的压力F N1为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力为F N2，则F N1与F N2之比为( C )A ．3 1B ．32C．1 3 D．1 2解析：汽车过圆弧形桥的最高点(或最低点)时，由重力与桥面对汽车的支持力的合力提供向心力．如图甲所示，汽车过圆弧形拱形桥的最高点时，由牛顿第三定律可知，汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的压力大小相等，即F N1＝F N1′①所以由牛顿第二定律可得mg－F N1′＝m v2 R②同样，如图乙所示，F N2′＝F N2，汽车过圆弧形凹形桥的最低点时，有F N2′－mg＝m v2 R③由题意可知F N1＝12mg④由①②③④式得F N2＝32mg所以F N1F N2＝1 3.考向3单摆模型①部分圆周运动②非匀速圆周运动③心④在最低点：F量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点．则小球在竖直平面内摆动的过程中，以下说法正确的是(C)A ．小球在摆动过程中受到的外力的合力即为向心力B ．在最高点A 、B ，因小球的速度为零，所以小球受到的合力为零C ．小球在最低点C 所受的合力，即为向心力D ．小球在摆动过程中绳子的拉力使其速率发生变化解析：小球摆动过程中，合力沿绳子方向的分力提供向心力，不是靠外力的合力提供向心力，故A 错误．在最高点A 和B ，小球的速度为零，向心力为零，但是小球所受的合力不为零，故B 错误．小球在最低点受重力和拉力，两个力的合力竖直向上，合力等于向心力，故C 正确．小球在摆动的过程中，由于绳子的拉力与速度方向垂直，则拉力不做功，拉力不会使小球速率发生变化，故D 错误．6．小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点( C )A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度解析：小球从水平位置摆动至最低点，由动能定理得mgL ＝12m v 2，解得v ＝2gL ，因L P <L Q ，故v P <v Q ，选项A 错误；因为E k ＝mgL ，又m P >m Q ，则两小球的动能大小无法比较，选项B 错误；对小球在最低点受力分析得F T －mg ＝m v 2L ，可得F T ＝3mg ，选项C 正确；由a ＝v 2L ＝2g 可知，两球的向心加速度相等，选项D错误．考向4圆锥摆(圆锥筒)模型1．受力特点受两个力，且两个力的合力沿水平方向，物体在水平面内做匀速圆周运动．2．解题方法：①对研究对象进行受力分析，确定向心力来源．②确定圆心和半径．③应用相关力学规律列方程求解．7．(2019·福建漳州联考)两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是(B)解析：小球做匀速圆周运动，对其受力分析如图所示，则有mg tanθ＝mω2L sinθ，整理得：L cosθ＝gω2，则两球处于同一高度，故B正确．8．(2019·福建厦门质检)(多选)如图所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端固定在Q上，下端拴一个小球．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30°角(图中P位置)．现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动．细线与竖直方向成60°角(图中P′位置)．两种情况下，金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面判断正确的是(BD)A．Q受到桌面的静摩擦力大小不变B．小球运动的角速度变大C．细线所受的拉力之比为2 1D．小球向心力大小之比为3 1解析：对小球受力分析如图所示，则有T＝mgcosθ，向心力F n＝mg tanθ＝mω2L sinθ，得角速度ω＝gL cosθ，当小球做圆周运动的平面升高时，θ增大，cosθ减小，则拉力T增大，角速度ω增大，金属块Q受到的静摩擦力等于细线的拉力大小，Q受到桌面的支持力等于重力，则后一种情况与原来相比，Q受到桌面的静摩擦力增大，故A错误，B正确．细线与竖直方向成30°角时拉力T＝mgcos30°＝2mg3，细线与竖直方向成60°角时拉力T＝mgcos60°＝2mg，所以T2T1＝31，故C错误．细线与竖直方向成30°角时向心力F n1＝mg tan30°＝33mg，细线与竖直方向成60°角时向心力F n2＝mg tan60°＝3mg，所以F n2F n1＝31，所以D项正确．考向5水平转盘模型9．(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(AC)A．b一定比a先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω＝kg2l是b开始滑动的临界角速度D．当ω＝2kg3l时，a所受摩擦力的大小为kmg解析：木块a、b的质量相同，外界对它们做圆周运动提供的最大向心力，即最大静摩擦力F fm＝kmg相同．它们所需的向心力由F向＝mω2r知F a<F b，所以b一定比a先开始滑动，A项正确；a、b一起绕转轴缓慢地转动时，F f＝mω2r，r不同，所受的摩擦力不同，B项错误；b开始滑动时有kmg＝mω2·2l，其临界角速度为ωb＝kg2l，选项C正确；当ω＝2kg3l时，a所受摩擦力大小为F f＝mω2r＝23kmg，选项D错误．10．(2019·广东惠州调研)(多选)如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为R A＝r，R B＝2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是(AC)A．此时绳子张力为3μmgB．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内C．此时圆盘的角速度为2μg rD．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动解析：两物块A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得：T－μmg＝mω2r；T＋μmg＝mω2·2r；解得：T＝3μmg，ω＝2μgr，故A、C正确，B错误．烧断绳子瞬间A物体所需的向心力为2μmg，此时烧断绳子，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，则A做离心运动，D错误．故选AC.求解圆周运动的动力学问题做好“三分析”一是几何关系的分析，目的是确定圆周运动的圆心、半径等；二是运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力公式；三是受力分析，目的是利用力的合成与分解的知识，表示出物体做圆周运动时外界所提供的向心力．学习至此，请完成课时作业13。

2020届一轮复习人教版圆周运动课时作业

2020届一轮复习人教版圆周运动课时作业1．(多选)如图所示，将物块P置于沿逆时针方向转动的水平转盘上，并随转盘一起转动(物块与转盘间无相对滑动)．图中c方向指向圆心，a方向与c方向垂直．下列说法正确的是(BD)A．若物块P所受摩擦力方向为a方向，转盘一定是匀速转动B．若物块P所受摩擦力方向为b方向，转盘一定是加速转动C．若物块P所受摩擦力方向为c方向，转盘一定是加速转动D．若物块P所受摩擦力方向为d方向，转盘一定是减速转动【解析】圆盘匀速转动时，重力和支持力平衡，合外力(摩擦力)提供圆周运动向心力，故摩擦力方向指向圆心O点，即cO方向，选项A错误；当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有沿a方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能沿b方向，故B正确，C错误；当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有沿a方向相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能沿d方向，故D正确．2．如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间，假定此时他正沿圆弧形弯道匀速滑行，则他(D)A．所受的合力为零，做匀速运动B．所受的合力恒定，做匀加速运动C．所受的合力恒定，做变加速运动D．所受的合力变化，做变加速运动3．某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水面内做圆周运动(如图所示)，则下列说法正确的是(B)A．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变B．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大C ．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D ．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小4．如图所示，火车以一定的速率在半径一定的轨道上转弯时，内外轨道恰好对火车没有侧向作用力，不考虑摩擦和其他阻力，如果火车转弯的速率增大时(A)A ．外侧轨道将受到挤压B ．内侧轨道将受到挤压C ．为了保证轨道没有侧向作用力，可减小内外轨道高度差D ．轨道对火车的作用力和火车自身重力的合力变小【解析】火车以某一速度v 通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，如图所示：由图可以得出：F 合＝mgtan θ，合力等于向心力，当θ很小时，有tan θ＝sin θ＝hL ，可得：v ＝ghRL，由此可知为了保证轨道没有侧向作用力，可增大内外轨道高度差，故C 错误；火车转弯的速率增大时，火车所需要的向心力F n ＝m v2R 大于火车所受的重力和轨道对火车作用力的合力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用，故A 正确，B 、D 错误．5．如图所示，一个菱形框架绕着过对角线的竖直轴匀速转动，在两条边上各有一个质量相等的小球套在上面，整个过程小球相对框架没有发生滑动，A 与B 到轴的距离相等，则下列说法正确的是(D)A ．框架对A 的弹力方向垂直框架向下B ．框架对B 的弹力方向可能垂直框架向上C．A与框架间可能没有摩擦力D．A、B所受的合力大小相等【解析】球在水平面做匀速圆周运动，合外力指向圆心，对A进行受力分析可知，A受重力，当静摩擦力方向向上时，框架对A的弹力方向可能垂直框架向下，也可能垂直框架向上，故A错误；球在水平面做匀速圆周运动，合外力指向圆心，对B进行受力分析可知，B受重力，要使合力水平向右，框架对B的弹力方向一定垂直框架向上，B说的是可能，故B错误；若A与框架间没有摩擦力，则A只受重力和框架对A的弹力，两个力的合力方向不可能水平向左，指向圆心，故C错误；A、B两球所受的合力提供向心力，转动的角速度相等，半径也相等，根据F＝mω2r，可知，合力大小相等，故D正确．故选D.6．两根细线上端系在天花板上同一点，下端分别悬挂质量相同的小球在同一水平面内做匀速圆周运动，相对位置关系如图所示，则两个小球具有的物理量一定相同的是(B)A．向心加速度 B．角速度C．细线拉力 D．线速度【解析】对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得细线的拉力为T ＝mgcos θ，因为外侧球与竖直方向的夹角大于内侧球与竖直方向的夹角，所以两球受到细线的拉力大小不同，C 错误；合力F ＝mgtan θ，由向心力公式得到，F ＝m ω2r ；设绳子与悬挂点间的高度差为h ，由几何关系得r ＝htan θ；由以上三式得ω＝g h，知角速度相等，B 正确；由于两球的运动半径不同，根据v ＝ωr 和a ＝ω2r 可知线速度和加速度都不同，A 、D 错误．7．如图所示，在倾角θ＝30°的光滑斜面上，长为L 的细线一端固定，另一端连接质量为m 的小球，小球在斜面上做圆周运动，A 、B 分别是圆周的最高点和最低点，当小球在A 点的最小速度为v A 时，它在B 点对应的速度为v B ，重力加速度为g ，则(D)A ．v A ＝0，vB ＝2gL B ．v A ＝gL ，v B ＝5gLC ．v A ＝2gL 2，v B ＝32gL 2D ．v A ＝2gL 2，v B ＝1210gL 【解析】在A 点，对小球，临界情况是绳子的拉力为零，小球靠重力沿斜面方向的分力提供向心力，根据牛顿第二定律得：mgsin θ＝m v 2A L ，解得A 点的最小速度为：v A ＝2gL2，对AB 段过程研究，根据动能定理得：mg ·2Lsin θ＝12mv 2B －12mv 2A ，解得：v B ＝1210gL ，故D 正确．8．如图所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O ，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m ＝1 kg 的小球A ，另一端连接质量为M ＝4 kg 的重物B ，已知g ＝10 m/s 2，(1)当A 球沿半径r ＝0.1 m 的圆周做匀速圆周运动，其角速度ω1为多大时，B 物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？(2)当小球A 的角速度为ω2＝10 rad/s 时，物体B 对地面的压力为多大？【解析】(1)当B 对地面恰好无压力时，有：Mg ＝F T ′，拉力F T ′提供小球A 所需向心力，则：F T ′＝mr ω21 则有：ω1＝Mg mr＝401×0.1rad/s ＝20 rad/s.(2)对小球A 来说，小球受到的重力和支持力平衡．因此绳子的拉力提供向心力，则： F T ＝mr ω2＝1×0.1×102N ＝10 N ，对物体B 来说，物体受到三个力的作用：重力Mg 、绳子的拉力F T 、地面的支持力F N ，由力的平衡条件可得：F T ＋F N ＝Mg ，故F N ＝Mg －F T将F T ＝10 N 代入可得：F N ＝(4×10－10) N ＝30 N由牛顿第三定律可知，B 对地面的压力为30 N ，方向竖直向下．B 组9．(多选)如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R)，小球a 、b 大小相同，质量均为m ，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动．两球先后以相同速度v 通过轨道最低点，且当小球a 在最低点时，小球b 在最高点，以下说法正确的是(BD)A ．当小球b 在最高点对轨道无压力时，小球a 比小球b 所需向心力大5mgB ．当v ＝5gR 时，小球b 在轨道最高点对轨道无压力C ．速度v 至少为5gR ，才能使两球在管内做圆周运动D ．只要v ≥5gR ，小球a 对轨道最低点的压力比小球b 对轨道最高点的压力大6mg【解析】由于管中没有摩擦力的作用，所以球的机械能守恒，当小球b 在最高点对轨道无压力，即只有重力做向心力，所以mg ＝m v 2bR ，所以在最高点时b 球的速度的大小为gR ，从最高点到最低点，由机械能守恒可得，mg ·2R ＋12mv 2b ＝12mv 2a ，对于a 球，在最低点时，由向心力的公式可得F －mg ＝m v 2aR ，所以F －mg＝5mg ，F ＝6mg ，v ＝v a ＝5gR ，故B 正确；此时的向心力的大小为5mg ，所以小球a 比小球b 所需向心力大4mg ，故A 错误；由于最高点速度可以为零，根据动能定理知：－2mgR ＝0－12mv 2，知v ＝2gR ，故C 错误；在最高点时F 1＝m v 21R －mg ，在最低点时，F 2＝m v 22R ＋mg ，由机械能守恒有12mv 21＋mg ·2R ＝12mv 22，所以F 2－F 1＝6mg.故D 正确．10．如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一起，大圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲不打滑转动．大、小圆盘的半径之比R 1∶R 2＝3∶1，两圆盘和小物体m 1、m 2间的动摩擦因数相同．m 1离甲盘圆心O 点2r ，m 2距乙盘圆心O ′点r ，当甲缓慢转动且转速慢慢增加时(D)A ．物块相对盘开始滑动前，m 1与m 2的线速度之比为1∶1B ．随转速慢慢增加，m 1与m 2同时开始滑动C ．随转速慢慢增加，m 1先开始滑动D ．物块相对盘开始滑动前，m 1与m 2的向心加速度之比为 2∶9【解析】甲、乙两轮子边缘上的各点线速度大小相等，有：ω甲·3R 2＝ω乙·R 2，可得ω甲∶ω乙＝1∶3，根据v ＝ωR ，所以物块相对盘开始滑动前，m 1与m 2的线速度之比为2∶3，故A 错误；据题可得两个物体所受的最大静摩擦力分别为：f 甲＝μm 1g ，f 乙＝μm 2g ，最大静摩擦力之比为：f 1∶f 2＝m 1∶m 2；转动中所受的静摩擦力之比为：F 1∶F 2＝m 1a 甲∶m 2a 乙＝2m 1∶9m 2＝m 1∶4.5m 2.所以随转速慢慢增加，乙的静摩擦力先达到最大，就先开始滑动，故BC 错误；物块相对盘开始滑动前，根据a ＝ω2R 得m 1与m 2的向心加速度之比为a 甲∶a 乙＝ω2甲·2r ∶ω2乙r ＝2∶9，故D 正确．。

2020届高考物理一轮复习圆周运动及其应用课时训练

第三节圆周运动及其应用一、单项选择题1.(2020年高考广东卷)如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )A．a、b和c三点的线速度大小相等B．a、b和c三点的角速度相等C．a、b的角速度比c的大D．c的线速度比a、b的大解析：选B.由于a、b、c三点是陀螺上的三个点，所以当陀螺转动时，三个点的角速度相同，选项B正确，C错误；根据v＝ωr，由于a、b、c三点的半径不同，r a ＝rb>rc，所以有va＝vb>vc，选项A、D均错误．2．(2020年北京检测)在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些，汽车的运动可看成是做半径为R的圆周运动，设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于( )A. gRhLB.gRhdC. gRLhD.gRdh解析：选B.汽车做匀速圆周运动：向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供，且向心力的方向水平，向心力大小F向＝mgtanθ，根据牛顿第二定律：F向＝m v2R，tanθ＝hd，解得汽车转弯时的车速v＝gRhd，所以B对．3.(2020年北京西城检测)如图所示，在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道，轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道，经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为ΔF(ΔF>0)，不计空气阻力．则( )A．m、x一定时，R越大，ΔF一定越大B．m、x一定时，v越大，ΔF一定越大C．m、R一定时，x越大，ΔF一定越大D．m、R一定时，v越大，ΔF一定越大解析：选C.小球到达最高点A时的速度vA不能为零，否则小球早在到达A点之前就离开了圆形轨道，m、R一定时，x越大，小球到达最高点A时的速度越小，小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差ΔF一定越大，C正确．二、双项选择题4.(2020年广州一模)如图所示，水平的木板B托着木块A 一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中( )A．B对A的支持力越来越大B．B对A的支持力越来越小C．B对A的摩擦力越来越大D．B对A的摩擦力越来越小解析：选BD.以A为研究对象，由于其做匀速圆周运动，故合外力提供向心力．在水平位置a点时，向心力水平向左，由B对它的静摩擦力提供，f＝mω2r；重力与B对它的支持力平衡，即FN＝mg.在最高点b时，向心力竖直向下，由重力与B对它的支持力的合力提供，mg－FN＝mω2r，此时f＝0.由此可见，B对A的支持力越来越小，B对A的摩擦力也越来越小．5.(2020年深圳模拟)如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为34圆周的光滑轨道，a为轨道的最高点，de面水平且有一定长度．今将质量为m的小球从d点的正上方高为h处由静止释放，让其自由下落到d处并切入轨道内运动，不计空气阻力，则( )A．在h一定的条件下，小球释放后的运动情况与小球的质量无关B．改变h的大小，就能使小球通过a点后，落回轨道内C．无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过b点后落回轨道内D．调节h的大小，使小球飞出de面(即飞到e的右面)是可能的解析：选AD.在h一定的条件下，小球释放后的运动情况与小球的质量无关，小球通过a点时的最小速度为vmin＝gR，其中R为圆轨道的半径，所以它落到与de面等高的水平面上时的最小水平位移为smin ＝vmin2Rg＝2R，所以改变h的大小，不可能使小球通过a点后落回轨道内，但使小球飞出de面(即飞到e的右面)是可能的．改变h的大小，使小球通过b点后在ba之间的某一点离开轨道做斜上抛运动并落回轨道内是可能的．故A、D正确．6.(2020年长沙三校测评)2020年2月16日，在加拿大温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛落下帷幕，中国选手申雪、赵宏博获得冠军．如图所示，如果赵宏博以自己为转动轴拉着申雪做匀速圆周运动．若赵宏博的转速为30 r/min，手臂与竖直方向夹角为60°，申雪的质量是50kg，她触地冰鞋的线速度为 4.7 m/s，则下列说法正确的是( )A．申雪做圆周运动的角速度为π rad/sB．申雪触地冰鞋做圆周运动的半径约为2 mC．赵宏博手臂拉力约是850 ND．赵宏博手臂拉力约是500 N解析：选AC.申雪做圆周运动的角速度等于赵宏博转动的角速度．则ω＝30r/min＝30×2π/60 rad/s＝π rad/s，由v＝ωr得：r＝1.5 m，A正确，B错误；由Fcos30°＝mrω2解得F≈850 N，C正确，D错误．7.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧管壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是( )A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝g R＋rB．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析：选BC.小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故A错误，B正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与球重力在背离圆心方向的分力Fmg 的合力提供向心力，即：FN－Fmg＝mv2R＋r，因此，外侧管壁一定对球有作用力，而内侧管壁无作用力，C正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，D错误．8.如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2.轨道底端水平并与半球顶端相切，质量为m的小球由A点静止滑下．小球在水平面上的落点为C(重力加速度为g)，则( )A．小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点B．小球将从B点开始做平抛运动到达C点C．OC之间的距离为2RD．小球从A运动到C的时间等于(1＋2) R g解析：选BC.小球从A到B由机械能守恒定律得mg R2＝12mv2B，vB＝gR；由mv2BR＝mg可知，小球在半球顶端B点只受重力的作用，符合平抛运动的条件，故选项A错误，而B 正确；从B 到C ，R ＝12gt 2，OC ＝v B t ，联立得t ＝2Rg，OC ＝2R ，选项C 正确；设从A 到B 的时间为t AB ，由于R 2<12gt 2AB ，则t AB >Rg，故小球从A 运动到C 的时间大于(1＋2)Rg，选项D 错误．三、非选择题9．如图所示，A 、B 两个齿轮的齿数分别为z 1、z 2，各自固定在过O 1、O 2的轴上，其中过O 1的轴与电动机相连接，此轴的转速为n 1，求：(1)B 齿轮的转速n 2；(2)A 、B 两个齿轮的半径之比；(3)在时间t 内，A 、B 两齿轮转过的角度之比．解析：(1)相同时间内两齿轮咬合通过的齿数是相同的，则n 1z 1＝n 2z 2，所以 n 2＝z 1z 2n 1.(2)设A 、B 半径分别是r 1、r 2，由于两轮边沿的线速度大小相等，则2πn 1r 1＝2πn 2r 2，所以r 1r 2＝n 2n 1＝z 1z 2.(3)由ω＝2πn 得ω1ω2＝n 1n 2＝z 2z 1，再由φ＝ωt 得时间t 内两齿轮转过的角度之比φ1φ2＝ω1ω2＝z 2z 1. 答案：(1)z 1z 2n 1 (2)z 1z 2 (3)z 2z 110．(2020年高考广东卷)如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R 和H ，筒内壁A 点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m 的小物块．求：(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度．解析：(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点时受到重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡条件得摩擦力的大小f＝mgsinθ＝mgH H2＋R2支持力的大小FN ＝mgcosθ＝mgRH2＋R2.(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，物块在筒壁A 点受到重力和支持力的作用，它们的合力提供向心力，设筒转动的角速度为ω，则有mgtanθ＝mω2R 2由几何关系得tanθ＝H R联立以上各式解得：ω＝2gH R.答案：(1)mgHH2＋R2mgRH2＋R2(2)2gHR1.(2020年江西五校联考)如图所示，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处，小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处，则有( )A．小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为5mgB ．小铁球在运动过程中轻绳的拉力最小为mgC ．若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为7gLD ．若小铁球运动到最低点轻绳断开，则小铁球落到地面时的水平位移为2L 解析：选C.小铁球以O 为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B 处，说明小铁球在最高点B 处，轻绳的拉力最小为零，mg ＝mv 2/L ，v ＝gL ；由机械能守恒定律得，小铁球运动到最低点时动能mv 21/2＝mv 2/2＋mg·2L，在最低点轻绳的拉力最大，由牛顿第二定律F －mg ＝mv 21/L ，联立解得轻绳的拉力最大为F ＝6mg ；选项A 、B 错误．以地面为重力势能参考平面，小铁球在B 点处的总机械能为mg·3L＋12mv 2＝72mgL ，无论轻绳是在何处断开，小铁球的机械能总是守恒的，因此到达地面时的动能12mv′2＝72mgL ，落到地面时的速度大小为v′＝7gL ，选项C 正确．小铁球运动到最低点时速度v 1＝5gL ，由s ＝v 1t ，L ＝12gt 2，联立解得小铁球落到地面时的水平位移为s ＝10L ，选项D 错误．2.(2020年高考重庆卷)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d 后落地，如图所示．已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为34d ，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力．(1)求绳断开时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2. (2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？解析：(1)设绳断后球飞行时间为t ，由平抛运动规律，有竖直方向：14d ＝12gt 2水平方向：d ＝v 1t 解得v 1＝2gd由机械能守恒定律，有12mv 22＝12mv 21＋mg(d －34d)，解得v 2＝52gd. (2)设绳能承受的最大拉力大小为T ，这也是球受到绳的最大拉力大小．球做圆周运动的半径为R ＝34d由圆周运动向心力公式，有T －mg ＝mv 21R得T ＝113mg. (3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 3，绳承受的最大拉力不变，有T －mg ＝m v 23l，解得v 3＝83gl 绳断后球做平抛运动，竖直位移为d －l ，水平位移为s ，时间为t 1.有d －l ＝12gt 21，s ＝v 3t 1得s ＝4l d －l3，当l ＝d 2时，s 有极大值s max ＝233 d.答案：(1)2gd 52gd (2)113mg (3)d 2 233d。

2020版高考物理一轮复习第四章第3讲圆周运动及其应用课时作业(含解析)

圆周运动及其应用一、选择题(本题共10小题,1～6题为单选题，7～10题为多选题）1。

“玉兔号”月球车依靠太阳能电池板提供能量，如图ABCD 是一块矩形电池板，能绕CD转动，E为矩形的几何中心(未标出)，则电池板旋转过程中( )A．B、E两点的转速相同B．A、B两点的角速度不同C．A、B两点的线速度不同D．A、E两点的向心加速度相同解析:A 根据题意,绕CD匀速转动的过程中，电池板上各点的角速度相同，则转速相等，故A正确，B错误；根据线速度与角速度关系式v＝ωr，转动半径越小的，线速度也越小，由几何关系可知,A、B两点的线速度相等，故C错误；A、E两点因角速度相同,半径不同，由向心加速度的公式a＝ω2r可知，它们的向心加速度不同，故D错误．2。

如图所示，长为L的轻杆,一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上,杆随转轴O在竖直平面内匀速转动,角速度为ω，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角θ满足( ）A．sin θ＝错误!B．tan θ＝错误!C．sin θ＝错误!D．tan θ＝错误!解析：A 本题考查牛顿第二定律在圆周运动中的应用,意在考查考生的理解能力和分析推理能力，小球所受重力和杆的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg sin θ＝mLω2，解得sin θ＝错误!，选项A正确,B、C、D错误．3。

(2018·福州质检)如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B 两点间的距离也为L.重力加速度大小为g.现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（)A。

错误!mg B.错误!错误!mgC．3mg D．2错误!mg解析:A 本题考查竖直面内的圆周运动、牛顿运动定律等知识点．设小球在竖直面内做圆周运动的半径为r，小球运动到最高点时轻绳与圆周运动轨道平面的夹角为θ＝30°,则有r＝L cos θ＝错误!L。

【物理】2020届一轮复习人教版水平面内的圆周运动作业

2020届一轮复习人教版水平面内的圆周运动作业1. 山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜。

每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激。

假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R ，重力加速度为g ，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为θ，则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为( )A.gRs in θB.gR co sθC.gRta n θD.gR co tθ答案 C解析由题意画出受力分析图，可知合外力提供向心力，指向水平方向：mgta n θ＝m v 2R，解得v ＝gRta n θ，故C 正确。

2. (多选)如图所示，在水平转台上放一个质量M ＝2.0 kg 的木块，它与台面间的最大静摩擦力f m ＝6.0 N ，绳的一端系住木块，另一端穿过转台的光滑中心孔O 悬吊一质量m ＝1.0 kg 的小球，当转台以ω＝5.0 r a d/s 的角速度匀速转动时，欲使木块相对转台静止，则木块到O 孔的距离可能是(重力加速度g ＝10 m/s 2，木块、小球均视为质点)( )A ．6 cmB ．15 cmC ．30 cmD ．34 cm答案 BC解析转台以一定的角速度ω匀速转动，木块所需的向心力与做圆周运动的轨道半径r 成正比，在离O 点最近处 r ＝r 1时，木块有靠近O 点的运动趋势，这时摩擦力沿半径向外，刚好达到最大静摩擦力f m ，即mg －f m ＝Mω2r 1，得r 1＝mg －f mMω2＝8 cm ，同理，木块在离O 点最远处r ＝r 2时，有远离O 点的运动趋势，这时摩擦力的方向指向O 点，且达到最大静摩擦力f m ，即mg ＋f m ＝Mω2r 2，得r 2＝mg ＋f m Mω2＝32 cm ，则木块能够相对转台静止，半径应满足关系式r 1≤r ≤r 2。

B 、C 正确。

3. (多选)如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的( )A ．周期相同B ．线速度的大小相等C ．角速度的大小相等D ．向心加速度的大小相等答案AC解析对其中一个小球受力分析，如图所示，受重力、绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力，将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F＝mgta nθ①；由向心力公式得到，F＝mω2r②；设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r＝hta nθ③。

2020届高考物理(人教版)一轮复习课后同步练习卷：圆周运动

圆周运动1.如图所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度分别为ω1、ω2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v 1、v 2，则( )A ．ω1<ω2，v 1＝v 2B ．ω1>ω2，v 1＝v 2C ．ω1＝ω2，v 1>v 2D ．ω1＝ω2，v 1<v 22．光盘驱动器读取数据的某种方式可简化为以下模式：在读取内环数据时，以恒定角速度的方式读取，而在读取外环数据时，以恒定线速度的方式读取．如图所示，设内环内边缘半径为R 1，内环外边缘半径为R 2，外环外边缘半径为R 3.A 、B 、C 分别为各边缘上的点，则读取内环上A 点时A 点的向心加速度大小和读取外环上C 点时C 点的向心加速度大小之比为( )A.R 21R 2R 3 B.R 22R 1R 3 C.R 2R 3R 21 D.R 1R 3R 223.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大后(物体不滑动)，下列说法正确的是( )A ．物体所受弹力增大，摩擦力也增大B ．物体所受弹力增大，摩擦力减小C ．物体所受弹力和摩擦力都减小D ．物体所受弹力增大，摩擦力不变4．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动．有一质量为m 的小球A 紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R 和H ，小球A 所在的高度为筒高的一半．已知重力加速度为g ，则( )A ．小球A 做匀速圆周运动的角速度ω＝2gH RB ．小球A 受到重力、支持力和向心力三个力作用C ．小球A 受到的合力大小为mgR HD ．小球A 受到的合力方向垂直于筒壁斜向上5．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些，汽车的运动可看作是半径为R 的圆周运动．设内、外路面高度差为h ，路基的水平宽度为d ，路面的宽度为L .已知重力加速度为g .要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于( )A.gRh LB.gRh dC.gRL hD.gRd h6．某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器，滚筒内表面粗糙，内径为D .工作时滚筒绕固定的水平中心轴转动．为使栗子受热均匀，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则(重力加速度为g )( )A ．滚筒的角速度ω应满足ω< 2g DB ．滚筒的角速度ω应满足ω>2gDC ．栗子脱离滚筒的位置与其质量有关D ．若栗子到达最高点时脱离滚筒，栗子将自由下落7．(多选)如图所示，水平杆两端有挡板，质量为m 的小木块A 穿在水平杆上，轻质弹簧一端与杆左侧挡板连接，另一端与A 连接．初始时弹簧处于伸长状态，弹力恰好等于A 与水平杆间的最大静摩擦力，A 与杆间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A 到竖直轴OO ′的距离为L .现使杆绕竖直轴OO ′由静止缓慢加速转动，角速度为ω.若小木块A 不与挡板接触，则下列说法正确的是( )A ．弹簧伸长量先保持不变后逐渐增大B ．弹簧伸长量保持不变C ．当ω＝ μgL时，摩擦力为零 D ．当ω＝μgL时，弹簧弹力为零8．如图所示，在光滑的水平面上，两个质量相等的小球A 、B 用两根等长的轻绳连接，并系于固定杆C 上．现让两小球A 、B 以C 为圆心、以相同的角速度做匀速圆周运动，A 球的向心加速度为a 1，B 球的向心加速度为a 2，A 、C 间绳所受拉力记为F 1，A 、B 间绳所受拉力记为F 2，则下列说法中正确的是( )A ．a 1a 2＝B ．a 1a 2＝C ．F 1F 2＝D ．F 1F 2＝9.如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O 的上方h 高处(A 点)固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m 的小球B ，绳长l >h ，重力加速度为g ，转动轴带动小球在光滑水平面内做圆周运动．当转动的角速度ω逐渐增大时，下列说法正确的是( )A ．小球始终受三个力的作用B ．细绳上的拉力始终保持不变C ．要使小球不离开水平面，角速度的最大值为 g hD ．若小球离开了水平面，则角速度为g l10．(多选)如图甲所示，一长为l 的轻绳一端穿在过O 点的水平转轴上，另一端系一质量未知的小球，整个装置绕O 点在竖直面内转动．小球通过最高点时，绳对小球的拉力F 与其速度二次方v 2的关系如图乙所示，重力加速度为g .下列判断正确的是( )A ．图线的函数表达式为F ＝m v 2l＋mg B ．重力加速度g ＝b lC ．若绳长不变，用质量较小的球做实验，则得到的图线斜率更大D ．若绳长不变，用质量较小的球做实验，则图线上b 点的位置不变11．(多选)如图所示，质量为M 的物体内有一光滑圆形轨道，现有一质量为m 的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动．A 、C 两点分别为圆周的最高点和最低点，B 、D 两点是与圆心O 在同一水平线上的点．重力加速度为g .小滑块运动时，物体在地面上静止不动，则关于物体对地面的压力F N 和地面对物体的摩擦力的说法正确的是( )A ．小滑块在A 点时，F N >Mg ，摩擦力方向向左B ．小滑块在B 点时，F N ＝Mg ，摩擦力方向向右C ．小滑块在C 点时，F N >(M ＋m )g ，物体与地面无摩擦D ．小滑块在D 点时，F N ＝(M ＋m )g ，摩擦力方向向左12．如图所示，在圆柱形房屋的天花板中心O 点悬挂一根长为L 的细绳，绳的下端挂一个质量为m 的小球，重力加速度为g .已知绳能承受的最大拉力为2mg ，小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球恰好以速度v 2＝7gL 落到墙脚边．求：(1)绳断裂瞬间小球的速度v 1； (2)圆柱形房屋的高度H 和半径R .参考答案1.A2.D3.D4.A5.B6.A7.AC8.D9.C10.BD11.BC12.答案：(1)3gL2(2)13L43L。

【物理】2020届一轮复习人教版圆周运动的规律及应用作业

2020届一轮复习人教版圆周运动的规律及应用作业1．(2018·江西宜春中学模拟)如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径。

在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则(D)A．物块始终受到两个力作用B．只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心C．从a到b，物块所受的摩擦力先增大后减小D．从b到a，物块处于超重状态[解析]在c、d两点，物块只受重力和支持力，在其他位置物块受到重力、支持力、静摩擦力三个力作用，故A错误；物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；从a运动到b，物块的加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律可得，物块所受木板的静摩擦力先减小后增大，故C错误；从b运动到a，向心加速度有向上的分量，物块处于超重状态，故D正确。

2．(2019·东城区)如图所示，游乐园的游戏项目——旋转飞椅，飞椅从静止开始缓慢转动，经过一小段时间，坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。

整个装置可以简化为如图所示的模型。

忽略转动中的空气阻力。

设细绳与竖直方向的夹角为θ，则(B)A．飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用B．θ角越大，小球的向心加速度就越大C．只要线速度足够大，θ角可以达到90°D．飞椅运动的周期随着θ角的增大而增大[解析]飞椅受到重力、绳子拉力两个力作用，绳子拉力沿水平方向的分力提供飞椅做圆周运动的向心力，A错误；对飞椅由牛顿第二定律列方程：tanθ＝mamg，a＝gtanθ，即θ角越大，小球的向心加速度就越大，B 正确；线速度越大，θ角越大。

但θ角不可能达到90°，因为绳子拉力在竖直方向无分力，无力与重力平衡，C 错误；重力与绳子拉力的合力是水平的，提供向心力。

有：mgtanθ＝ 4π2mr T2，物体做圆周运动的轨道半径为：r ＝d ＋Lsinθ，联立可得T ＝2πd ＋Lsinθgtanθ＝2πd gtanθ＋Lcosθg ，随着θ角的增大，周期减小，D 错误。

2020届高考化学一轮复习人教版圆周运动及其应用课时作业Word版含答案

2020届一轮复习人教版圆周运动及其应用课时作业1.(物体做曲线运动的条件及轨迹分析)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是()A.D点的速率比C点的速率大B.A点的加速度与速度的夹角小于90°C.A点的加速度比D点的加速度大D.从B点到D点加速度与速度的夹角先增大后减小,质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿B点轨迹的切线方向,则知加速度方向向下,合外力也向下,质点做匀变速曲线运动,合外力恒定不变,质点由C到D过程中,合外力做正功,由动能定理可得,D点的速率比C点的速率大,故A正确;质点在A点受力的方向向下,而速度的方向向右上方,A 点的加速度与速度的夹角大于90°,故B错误;质点做匀变速曲线运动,加速度不变,合外力也不变,故C错误;质点由B点到E点过程中,受力的方向向下,速度的方向从水平向右变为斜向下,加速度与速度的夹角逐渐减小,故D错误。

2.(物体做曲线运动的条件及轨迹分析)(2017·江西赣中南五校联考)若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图所示,可能的运动轨迹是(),轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力大致指向轨迹凹的一侧,但速度方向只能无限接近合力方向,而不可能与合力方向平行或相交,故只有选项C正确。

3.(多选)(对合运动和分运动的理解)(2018·苏州市期中调研)一物体在xOy平面内从坐标原点开始运动,沿x轴和y轴方向运动的速度v随时间t变化的图象分别如图甲、乙所示,则物体在0~t0时间内()A.做匀变速运动B.做非匀变速运动C.运动的轨迹可能如图丙所示D.运动的轨迹可能如图丁所示x轴方向做匀速直线运动,加速度为零,合力为零;在y轴方向做匀减速直线运动,加速度恒定,合力恒定,所以物体所受的合力恒定,一定做匀变速运动,故A正确,B错误;曲线运动中合外力方向与速度方向不在同一直线上,而且指向轨迹弯曲的凹侧.由上分析可知,物体的合力沿-y轴方向,而与初速度不在同一直线上,则物体做曲线运动,根据合力指向轨迹的凹侧可知,丙图是可能的,故C正确,D错误。

2020届一轮复习人教版 圆周运动及其应用 作业

【物理】2020届一轮复习人教版 圆周运动的规律及应用课时作业