高中物理必修二圆周运动经典大题例题

(每日一练)高中物理必修二圆周运动经典大题例题
单选题
1、以A、B为轴的圆盘，A以线速度v转动，并带动B转动，A、B之间没有相对滑动则（）
A．A、B转动方向相同，周期不同
B．A、B转动方向不同，周期不同
C．A、B转动方向相同，周期相同
D．A、B转动方向不同，周期相同
答案：A
解析：
两轮接触位置没有相对滑动，所以两轮边缘线速度相同，根据题意可知，转动方向相同，均为逆时针；根据周期公式
T=2πr v
可知，线速度大小相同，而半径不同，所以周期不同，BCD错误，A正确。

故选A。

2、如图所示为大小不同的两个转轮，两转轮边缘接触，且接触点无打滑现象。

A点位于大转轮内，B点位于小转轮边缘，两点到各自圆心的距离相等。

当两轮转动时，关于A、B两点周期、线速度及角速度等物理量的关系正确的是（）
A．T A>T B,v A<v B
B．T A=T B,v A<v B
C．ωA>ωB,v A<v B
D．ωA<ωB,v A=v B
答案：A
解析：
因为轮边缘无打滑，则两轮边缘的线速度相同，设大轮边缘有一点C，则有
v B=v C
由
v=ωR
而
R C>R B
所以
ωC<ωB
又由
ω=2πT
则
T C>T B
点A与点C同轴，则有
ωA=ωC,T A=T C
所以
T A>T B,ωA<ωB
又由
R A<R C,ωA=ωC
由
v=ωR
则
v A<v C
所以
v A<v B
故A正确，BCD错误；
故选A。

3、2022年的北京冬奥会，任子威获得短道速滑1000米项目的金牌，如图是他比赛中正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他（）
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．所受的合力变化，做变加速运动
D．所受的合力恒定，做变加速运动
答案：C
解析：
根据题意可知，运动员做匀速圆周运动。

合力大小不变，但方向改变，合力变化，做变加速运动。

故选项C正确。

4、如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈。

圆盘在电机带动下由静止开始转动，角速度缓慢增加。

每个石子的质量都相同，（石子与圆盘间的动摩擦因数μ均相同。

则下列判断正确的是（）
A．红石子先被甩出
B．红、绿两种石子同时被甩
C．石子被甩出的轨迹一定是沿着切线的直线
D．在没有石子被甩出前，红石子所受摩擦力小于绿石子的
答案：D
解析：
ABD．由受力分析可知，由静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知
f=mω2r
知当角速度增大时，静摩擦力也增大，由于绿石子的半径大于红石子的半径，绿石子的的静摩擦力大于红石子的静摩擦力，且绿石子的静摩擦力先达到最大值，所以绿石子先被甩出，故AB错误，D正确；
C．被甩出时做离心运动，轨迹为曲线，故C错误。

故选D。

5、如图，波轮洗衣机中的脱水筒在脱水时，有一质量m＝6g的硬币被甩到筒壁上，随筒壁一起做匀速圆周运动。

已知洗衣机脱水转速为600r/min，脱水筒直径为300mm，下列说法正确的是（）
A．硬币的角速度约为20rad/s
B．硬币的线速度大小约为0.94m/s
C．硬币的向心加速度大小约为60m/s2
D．筒壁对硬币的弹力大小约为3.55N
答案：D
解析：
A．根据题意可知脱水筒的转速为
n=600r/min=10r/s
由匀速圆周运动的角速度和转速的关系可得硬币的角速度为
ω=2πn=20πrad/s
故A错误；
B．硬币做匀速圆周运动的半径为
r=d
2
=150mm
则线速度大小为
v=ωr=20π×150×10−3m/s=3πm/s≈9.42m/s 故B错误；
C．硬币做匀速圆周运动的向心加速度大小为
a n=ω2r=(20π)2×150×10−3m/s2=60π2m/s2故C错误；
D．筒壁对硬币的弹力提供硬币做匀速圆周运动的向心力
F N=ma n=6×10−3×60π2N=0.36π2N≈3.55N 故D正确。

故选D。