高考物理一轮复习课后限时作业16圆周运动课件高三全册物理课件

A．滚筒的角速度 ω 应满足 ω<
2g D
B．滚筒的角速度 ω 应满足 ω>
2g D
C．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
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解析：栗子在最高点恰好不脱离时，有 mg＝mD2 ω2，解得
ω＝
2Dg，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则 ω<
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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 FN 和地面对物体
( C)
v
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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 h
D．若小球离开了水平面，则角速度为
g l
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解析：当转动的角速度 ω 逐渐增大时，小球可能只受重力
和细绳的拉力，选项 A 错误；小球在水平面内做匀速圆周运动
2，选项 C 错误，选项 D 正确．
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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
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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
其中 tanθ＝ l2h－h2，r＝ l2－h2，联立解得 ω＝
hg，选项 C
正确；若小球离开了水平面，则角速度大于
hg，选项 D 错
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第二十三页，共三十七页。
10．(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 v2 的关系如图乙所示，重力加速度为 g.下列判断正确的是
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体对地面的压力 FN＝Mg，故选项 B 正确；小滑块在 C 点时， 地面对物体也没有摩擦力；竖直方向上，小滑块对轨道的压力 大于其重力，所以物体对地面的压力 FN>(M＋m)g，故选项 C 正确；小滑块在 D 点时，地面对物体有向左的摩擦力，物体对 地面的压力 FN＝Mg，故选项 D 错误．
( BD )
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第二十四页，共三十七页。
A．图线的函数表达式为 F＝mvl2＋mg B．重力加速度 g＝bl C．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
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第二十五页，共三十七页。
解析：在最高点时，对小球进行受力分析，由牛顿第二定 律有 F＋mg＝mvl2，可得图线的函数表达式为 F＝mvl2－mg，A 错误；图乙中横轴截距为 b，代入函数表达式，有 0＝mbl －mg， 得重力加速度 g＝bl ，若 l 不变，则 b 不变，b 与 m 无关，B、D 正确；由图线的函数表达式可知，图线斜率 k＝ml ，若 l 不变， m 变小，则 k 减小，C 错误．
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第六页，共三十七页。
解析： 物体随圆筒一起转动时，受到三个力的作用：重力 G、筒 壁对它的弹力 FN 和筒壁对它的摩擦力 f，如图所示．其中 G 和 f 是一对平衡力，筒壁对它的弹力 FN 提供它做圆周运动的向心 力．当圆筒转动时，不管其角速度为多大，只要物体随圆筒一 起转动而未滑动，则物体所受的(静)摩擦力 f 大小就等于其重力 大小．根据向心力公式得 FN＝mrω2，当角速度 ω 增大后，FN 也增大，选项 D 正确．
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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 )
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第二十八页，共三十七页。
解析：因为轨道光滑，所以小滑块与轨道之间没有摩擦 力．小滑块在 A 点时，与轨道没有水平方向的作用力，所以物 体与地面间没有运动趋势，即摩擦力为零；小滑块的速度 v＝
gR时，对轨道的压力为零，物体对地面的压力 FN＝Mg，小滑 块的速度 v> gR时，对轨道的压力向上，物体对地面的压力 FN<Mg，故选项 A 错误；小滑块在 B 点时，对轨道的作用力水 平向左，所以物体相对地面有向左运动的趋势，地面对物体有 向右的摩擦力；竖直方向上，小滑块对轨道无作用力，所以物
mvR2，又知 tanθ＝hd，解得汽车转弯时的速度 v＝
gRdh，B
正确．
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6．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 )
的摩擦力的说法正确的是( BC )
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A．小滑块在 A 点时，FN>Mg，摩擦力方向向左 B．小滑块在 B 点时，FN＝Mg，摩擦力方向向右 C．小滑块在 C 点时，FN>(M＋m)g，物体与地面无摩擦 D．小滑块在 D 点时，FN＝(M＋m)g，摩擦力方向向左
2Dg，故 A 正确，B 错误；栗子脱离滚筒的位置与其质量无关，
故 C 错误；若栗子到达最高点时脱离滚筒，由于栗子此时的速
度不为零，则栗子的运动不是自由落体运动，故 D 错误．
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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( AC )
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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＝
μLg时，摩擦力为零
D．当 ω＝
μLg时，弹簧弹力为零
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第十七页，共三十七页。
解析：初始时，弹簧弹力大小为 μmg.ω 较小时，摩擦力 f 背离竖直轴 OO′，有 μmg－f＝mLω2，ω 越大，则 f 越小，当
A、B 间绳所受拉力记为 F2，则下列说法中正确的是( D )
A．a1 a2＝1 1 C．F1 F2＝1 2
B．a1 a2＝1 4 D．F1 F2＝3 2
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第十九页，共三十七页。
解析：设轻绳长度为 l，两球角速度相等，根据 an＝rω2， 有 a1 a2＝l 2l＝1 2，选项 A、B 错误；对 B 球，有 F2 ＝m·2lω2，对 A 球，有 F1－F2＝mlω2，联立解得 F1 F2＝3
解析：由题意可知，两齿轮边缘处的线速度大小相等，即 v1＝v2，因 r1>r2，故根据 v＝ωr 可知 ω1<ω2，选项 A 正确．
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2．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 R1，内环外边缘半径为 R2，外环外边缘半径为 R3.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
aC＝R3 R2，故 aA aC＝R1R3 R22，D 正确．
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第五页，共三十七页。
3.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( D )
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
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第三十页，共三十七页。
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 v2＝ 7gL落到墙 脚边．求：
ω＝
μLg时，f 为零；ω 较大时，摩擦力 f 指向竖直轴 OO′，
有 μmg＋f＝mLω2，当 ω>
2Lμg时，A 将沿远离 OO′方向移
动，弹簧弹力增大，伸长量增大．综上分析，B/9
第十八页，共三十七页。
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 a1，B 球的向心加速度为 a2，A、C 间绳所受拉力记为 F1，
课后限时作业(zuòyè)16 圆周运动
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第一页，共三十七页。
时间：45 分钟
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 v1、v2，则( A )
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第二页，共三十七页。
A．ω1<ω2，v1＝v2 B．ω1>ω2，v1＝v2 C．ω1＝ω2，v1>v2 D．ω1＝ω2，v1<v2
于零，则汽车转弯时的车速应等于( B )
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第十一页，共三十七页。
gRh
A.
L
C.
gRL h
gRh
B.
d
D.
gRd h
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第十二页，共三十七页。
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＝mgtanθ，根据牛顿第二定律有 F 向＝
A．小球 A 做匀速圆周运动的角速度 ω＝
2gH R
B．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mHgR
D．小球 A 受到的合力方向垂直于筒壁斜向上
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第九页，共三十七页。
解析：对小球进行受力分析，可知小球受重力、支持力两 个力的作用，两个力的合力提供向心力，设筒壁与竖直方向夹 角为 θ，由向心力公式可得tm angθ＝mω2r，其中 tanθ＝HR，r＝R2 ， 解得 ω＝ 2RgH，选项 A 正确，B 错误；小球受到的合力方向应 指 向 圆 周 运 动 的 圆 心 ， 提 供 向 心 力 ， 所 以 合 力 大 小 为 tm angθ ＝ mRgH，选项 C、D 错误．
读取外环上 C 点时 C 点的向心加速度大小之比为( D )
A.RR2R21 3
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B.RR1R22 3
C.RR2R12 3
第四页，共三十七页。
D.RR1R22 3
解析：A、B 两点角速度相同，由 an＝ω2r，可知 aA aB
＝R1
R2；B、C 两点线速度大小相同，由 an＝vr2，可知 aB
时，细绳的拉力在竖直方向的分力与水平面对小球的支持力的
合力大小等于小球的重力大小，细绳的拉力在水平方向的分力
提供小球运动的向心力，当转动的角速度 ω 逐渐增大时，所需
向心力逐渐增大，细绳的拉力逐渐增大，而当小球离开水平面
后，角速度增大时，绳子与竖直方向的夹角变大，拉力变大，
选项 B 错误；要使小球刚好不离开水平面，则有 mgtanθ＝mω2r，