高考物理一轮复习圆周运动专题训练(附答案)
专题12 圆周运动（解析版）
高考物理一轮复习限时训练专题12 圆周运动(限时：45min)一、选择题（本大题共10小题）1．(2019·大庆模拟)如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为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()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【答案】C【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。
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ωP＝ωQ，选项A正确；根据圆周运动线速度v＝ωR，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。
3．(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()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【答案】AD【解析】由s＝vt知，s＝600 m，故A正确。
(完整版)圆周运动高考题(含答案),推荐文档
1 f; T匀速圆周运动二、匀速圆周运动的描述1．线速度、角速度、周期和频率的概念(1)线速度v 是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，是矢量，其大小为v =s=2r t T其方向沿轨迹切线，国际单位制中单位符号是m/s；（2）角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量，是矢量，其大小为==2t T在国际单位制中单位符号是rad／s；(3）周期T 是质点沿圆周运动一周所用时间，在国际单位制中单位符号是s；（4）频率f 是质点在单位时间内完成一个完整圆运动的次数，在国际单位制中单位符号是Hz；（5）转速n 是质点在单位时间内转过的圈数，单位符号为r ／s ，以及r／min．2、速度、角速度、周期和频率之间的关系线速度、角速度、周期和频率各量从不同角度描述质点运动的快慢，它们之间有关系v＝rω．T =，v =2，= 2 f 。
由上可知，在角速度一定时，线速度大小与半径成正比；在线速度一定时，角速度大小与半径成反比．三、向心力和向心加速度1.向心力（1）向心力是改变物体运动方向，产生向心加速度的原因．（2）向心力的方向指向圆心，总与物体运动方向垂直，所以向心力只改变速度的方向．2.向心加速度（1）向心加速度由向心力产生，描述线速度方向变化的快慢，是矢量．（2）向心加速度方向与向心力方向恒一致，总沿半径指向圆心；向心加速度的大小为v 2 a n=r 公式：=2r 42rT 21. 线速度V＝s/t＝2πr/T ；== v 2. 角速度 ω＝Φ/t ＝2π/T ＝2πf 3. 向心加速度 a ＝V 2/r ＝ω2r ＝(2π/T)2r4. 向心力 F 心＝mV 2/r ＝m ω2r ＝mr(2π/T)2＝m ωv=F 合5. 周期与频率：T ＝1/f6. 角速度与线速度的关系：V ＝ωr7. 角速度与转速的关系 ω＝2πn (此处频率与转速意义相同)8. 主要物理量及单位：弧长 s:米(m)；角度 Φ：弧度（rad ）；频率 f ：赫（Hz ）；周期 T ：秒（s ）；转速n ：r/s ；半径 r ：米（m ）；线速度 V ：（m/s ）；角速度 ω：（rad/s ）；向心加速度：（m/s 2）。
高考物理一轮课时演练：圆周运动及其应用(含答案)
课时提能演练（十二）圆周运动及其应用(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
每小题只有一个选项正确)1.质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么( )A.因为速率不变,所以木块的加速度为零B.木块下滑过程中所受的合外力越来越大C.木块下滑过程中所受的摩擦力大小不变D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心【解析】选D。
由于木块沿圆弧下滑速率不变,故木块做匀速圆周运动,存在向心加速度,选项A错误;由牛顿第二定律得:F合=ma n=m,而v的大小不变,故合外力的大小不变,选项B错误;由于木块在滑动过程中与接触面的正压力是变化的,故滑动摩擦力在变化,选项C错误;木块在下滑过程中,速度的大小不变,所以向心加速度的大小不变,方向始终指向圆心,选项D正确。
2.如图所示,一质点沿螺旋线自外向内运动,已知其走过的弧长s与运动时间t成正比,关于该质点的运动,下列说法正确的是( )A.小球运动的线速度越来越大B.小球运动的加速度越来越小C.小球运动的角速度越来越小D.小球所受的合外力越来越大【解析】选D。
由于质点走过的弧长s与运动时间t成正比,质点运动的线速度大小不变,选项A错误;由于螺旋线的曲率半径r越来越小,由向心加速度公式a=可知向心加速度越来越大,所受合外力越来越大,选项B错误、D正确;由角速度公式ω=可知角速度越来越大,选项C错误。
3.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动。
若小球运动到P点时,拉力F发生变化,关于小球运动情况的说法正确的是( )A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pc运动【解析】选A。
若拉力突然消失,则小球沿着P点处的切线做匀速直线运动,选项A正确;若拉力突然变小,则小球做离心运动,但由于力与速度有一定的夹角,故小球做曲线运动,选项B、D错误;若拉力突然变大,则小球做近心运动,不会沿轨迹Pb做离心运动,选项C错误。
高考物理一轮复习《圆周运动》典型题精排版(含答案)
高考物理一轮复习《圆周运动》典型题精排版1．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s2，g 取10 m/s2，那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的( ) A．1倍B．2倍C．3倍D．4倍2．如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R＝3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上．倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B 轮是从动轮．经测定，磁带全部绕到A轮上需要时间为t，则从开始倒带到A、B 两轮的角速度相等所需要的时间( )A．等于t 2B．大于t 2C．小于t 2D．等于t 33．如图所示，在第七届亚冬会上双人花样滑冰比赛中，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，假设体重为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，估算该女运动员( )A．受到的拉力为3GB.受到的拉力为2GC．向心加速度为3gD．向心加速度为2g4．如图是一种“滚轮—平盘无极变速器”示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成．由于摩擦作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么，主动轴转速n 1、从动轴转速n 2、滚轮半径r 以及滚轮距离主动轴中心的距离x 之间的关系是( )A ．n 2＝n 1x rB ．n 2＝n 1r xC ．n 2＝n 1x 2r 2D ．n 2＝n 1x r5．如图所示，小球以大小为v 0的初速度由A 端向右运动，到B 端时的速度减小为v B ，若以同样大小的初速度由B 端向左运动，到A 端时的速度减小为v A .已知小球运动过程中始终未离开该粗糙轨道，D 为AB 中点．以下说法正确的是( )A ．v A >vB B ．v A ＝v BC ．v A <v BD ．两次经过D 点时速度大小相等6．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v min ＝g R ＋rB ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝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7．如图所示，木块P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，关于木块所受摩擦力f的叙述正确的是( )A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f＝0C．在转速一定的条件下，f的大小跟木块到轴O的距离成正比D．在木块与轴O的距离一定的条件下，圆盘匀速转动时，f的大小跟圆盘转动的角速度成正比8．中央电视台《今日说法》栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．住在公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是( )A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内(东)高外(西)低D．公路在设计上可能外(西)高内(东)低9．亚运会上，场地自行车女子记分赛决赛我国选手刘馨顺利夺冠，如图1所示．比赛时运动员分别沿不同的轨道行驶，该过程可简化为如图2所示的理想模型，两质点分别在M和N两处紧贴着圆台内壁分别在虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，不计摩擦，则( )A．M处质点的线速度一定大于N处质点的线速度B．M处质点的角速度一定大于N处质点的角速度C．M处质点的运动周期一定等于N处质点的运动周期D．M处质点的向心加速度一定大于N处质点的向心加速度10．如图所示，细绳一端系着质量M＝0.6 kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝0.3 kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.3 m．已知M和水平面的最大静摩擦力为2 N，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围m会处于静止状态？(g取10 m/s2)11．如图所示，一根长0.1 m的细线，一端系着一个质量为0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40 N，求：(1)线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；(2)线断开的瞬间，小球运动的线速度；(3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边线的夹角为60°，桌面高出地面0.8 m，求：小球飞出后的落地点距桌边线的水平距离．高考物理一轮复习《圆周运动》典型题精排版参考答案1．解析：由牛顿第二定律可得(人的质量设为m)：F N－mg＝ma向心，代入数值解得F N＝3mg，故C正确．答案：C2．解析：本题考查圆周运动、线速度、角速度、半径之间的关系．A的角速度是恒定的，但是A的半径越来越大，根据v＝ωr可得v在增大，所以一开始需要的时间比较长，B项正确．答案：B3．解析：女运动员做圆锥摆运动，对女运动员受力分析可知，受到重力G、男运动员对女运动员的拉力F，竖直方向合力为零，有F sin 30°＝G得F＝2G，B 项正确．水平方向的合力提供匀速圆周运动的向心力，有F cos 30°＝ma向，即2mg cos 30°＝ma向，所以a向＝3g，C项正确．答案：BC4．解析：由于平盘和滚轮接触处的线速度大小相等，所以2πn1x＝2πn2r，即n2＝n1xr.所以选项A正确．答案：A5．解析：左边圆弧轨道，F N1－mg＝m v2 1R，右边圆弧轨道mg－F N2＝m v2 2 R∴F N1>F N2.而f＝μF N∴f1>f2而W＝－f·l，选A.答案：A6．解析：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F N与球重力在背离圆心方向的分力F mg 的合力提供向心力，即F N －F mg ＝mv 2R ＋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．答案：BC7．解析：木块随着圆盘转动时，不一定是匀速转动，所以摩擦力的方向也不一定沿半径方向，只有圆盘匀速转动时摩擦力才指向圆心，所以A 选项错误；匀速转动时静摩擦力提供向心力，所以静摩擦力肯定不为零，所以B 错误；当转速一定时，说明做的是匀速圆周运动，由此可知，静摩擦力与转动半径成正比，所以C 选项正确；在半径一定时，木块做匀速转动，静摩擦力与角速度的平方成正比，所以D 选项错误，故答案为C.答案：C8． 解析：汽车进入民宅，远离圆心，因而车做离心运动，A 对，B 错．汽车在水平公路上拐弯时，静摩擦力提供向心力，此处，汽车以与水平公路上相同速度拐弯，易发生侧翻，摩擦力不足以提供向心力；也可能是路面设计不太合理，内高外低．重力沿斜面方向的分力背离圆心而致，C 对，D 错．答案：AC9．解析： 某质点在圆台内壁沿水平面做匀速圆周运动时的受力情况如图所示，其中θ为比赛场地所在的斜面与水平面之间的夹角，则mg tan θ＝ma ＝m v 2r ＝m ω2r ＝m (2πT )2r ，分别解得a ＝g tan θ，v ＝rg tan θ，ω＝g tan θr，T ＝2πr g tan θ，由此可以判断得出a M ＝a N ，v M >v N ，ωM <ωN ，T M >T N ，只有A 对．答案：A10．解析：设物体M 和水平面保持相对静止，当ω具有最小值时，M 有向圆心运动的趋势，故水平面对M 的摩擦力方向和指向圆心方向相反，且等于最大静摩擦力2 N.隔离M有T－f m＝Mω21r0．3×10－2＝0.6ω21×0.2解得ω1＝2.9 rad/s当ω具有最大值时，M有离开圆心的趋势，水平面对M摩擦力方向指向圆心，大小也为2 N.隔离M有T＋f m＝Mω22r0．3×10＋2＝0.6ω22×0.2解得ω2＝6.5 rad/s故ω范围是2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s.答案：2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s11．解析：(1)线的拉力等于向心力，设开始时角速度为ω，向心力是F0，线断开的瞬间，角速度为ω，线的拉力是F.F＝mω20R①F＝mω2R②由①②得FF＝ω2ω20＝91③又因为F＝F0＋40 N④由③④得F＝45 N (2)设线断开时速度为v由F＝mv2R得，v＝FRm＝45×0.10.18m/s＝5 m/s(3)设桌面高度为h，小球落地经历时间为t.t＝2hg＝0.4 s则小球飞出后的落地点到桌边线的水平距离为l＝v·sin 60°·t＝5×32×0.4 m＝ 3 m＝1.73 m.答案：(1)F＝45 N (2)v＝5 m/s (3)l＝1.73 m。
高考物理一轮基础复习精选试题： 圆周运动(含解析)
圆周运动一、选择题(每小题6分，共54分)1. 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B a、b、c三点绕同一竖直轴转动，因此角速度相同即ωa＝ωb＝ωc.由v＝rω，r a＝r b＞r c 知c处的线速度最小，选项B正确．2. 如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度使它做圆周运动．图a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点．则杆对球的作用力的判断正确的是()①a处为拉力，b处为拉力②a处为拉力，b处为推力③a处为推力，b处为拉力④a处为推力，b处为推力A．①②B．①④C．②③D．②④解析A小球在竖直平面内做圆周运动，在最低点时小球受力除重力外，还受杆的作用力，只有杆对小球的作用力向上且大于重力时，小球才能绕O点做圆周运动．故在a点杆对小球只能是拉力；小球在b点的速度大小不能确定，杆对小球可能是向下的拉力，也可能是向上的推力，选项A正确．3．一小球质量为m ，用长为L 的悬绳(不可伸长，质量不计)固定于O 点，在O 点正下方L2处钉有一颗钉子，如图所示，将悬线沿水平方向拉直无初速释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间，下列说法错误的是( )A ．小球线速度没有变化B ．小球的角速度突然增大到原来的2倍C ．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D ．悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍解析 D 在小球通过最低点的瞬间，水平方向上不受外力作用，小球的切向加速度等于零，因此小球的线速度不会发生变化，选项A 正确；在线速度不变时，半径r 突然减小到原来的一半，由v ＝ωr 可知角速度增大为原来的2倍，选项B 正确；由a ＝v 2r ，可知向心加速度增大到原来的2倍，选项C 正确；在最低点有F －mg ＝ma ，可知选项D 错误．4.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，将螺丝帽套在塑料管上，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．则在该同学手转动塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是( )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解析 A 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 ＝μmrω2，得ω＝g μr，选项A 正确，选项B 、C 错误；杆的转动速度增大时，杆对螺丝帽的弹力增大，静摩擦力与重力相平衡，螺丝帽不可能相对杆发生运动，选项D 错误．5. 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v min＝g(R＋r)B．小球通过最高点时的最小速度v min＝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BC本题考查轻杆模型，小球在最高点既可以受内侧管壁的支持力，也可以受外侧管壁的压力，所以对最高点的速度没有限制，选项A错误，选项B正确；小球在ab以下运动时，只受重力和外侧壁的支持力，选项C正确；小球在ab以上运动时，速度足够大时受外侧壁的压力，不够大时受内侧壁的支持力，选项D错误．6. 滑板是现在非常流行的一种运动，如图所示，一滑板运动员以7 m/s的初速度从曲面的A点下滑，运动到B点速度仍为7 m/s，若他以6 m/s的初速度仍由A点下滑，则他运动到B点时的速度(设人体姿式保持不变)()A．大于6 m/s B．等于6 m/sC．小于6 m/s D．条件不足，无法计算解析A因为人以7 m/s的速度下滑时，在A、B两点的动能相等，根据能量守恒可知，摩擦力所做的功等于A、B两点间的重力势能差，即W＝mgh.当速度减小时，所需向心力减小，人对曲面的压力减小，摩擦力减小，摩擦力做功也减少，故人到达B点时的动能比在A点时的大，故选项A正确．7．如图所示，质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是F f，则物块与碗的动摩擦因数为()A.F fmg B.F fmg＋mv2RC.F fmg－mv2RD.F fmv2R解析B物块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用，据牛顿第二定律得F N－mg＝m v2R，又F f＝μF N，联立解得μ＝F fmg＋mv2R，选项B正确．8．如图所示，OO′为竖直轴，MN为固定在OO′上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B 套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO′上．当绳拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2∶1，当转轴的角速度逐渐增大时()A．AC先断B．BC先断C．两线同时断D．不能确定哪根线先断解析A A、B两球处于同一转动系统，角速度相同．对A球进行受力分析，A受重力、支持力、拉力F A三个力作用，拉力的分力提供向心力，有F A cos α＝mr Aω2同理对B球有F B cos β＝mr Bω2由几何关系可知cos α＝r A|AC|，cos β＝r B|BC|，所以F AF B＝r A cos βr B cos α＝|AC||BC|.由于|AC|＞|BC|，即F A＞F B，两绳抗拉能力相同，故绳AC先断，选项A正确．9. 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，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则()A ．球A 的线速度必定大于球B 的线速度 B ．球A 的角速度必定小于球B 的角速度C ．球A 的运动周期必定小于球B 的运动周期D ．球A 对筒壁的压力必定大于球B 对筒壁的压力解析 AB 对A 、B 两球受力分析如图，得：F N ＝mg /sin θ，故D 错误；F 合＝mg cot θ＝F A 向心＝F B 向心＝m v 2r ＝mrω2＝mr (2πT )2.分析得：r 大，v 一定大，ω一定小，T 一定大，故A 、B 正确，C 错误．二、非选择题(共46分)10．(13分)如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A 盘的边缘，钢球②放在B 盘的边缘，A 、B 两盘的半径之比为2∶1.a 、b 分别是与A 盘、B 盘同轴的轮．a 轮、b 轮半径之比为1∶2，当a 、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为多大？解析 a 、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动，说明a 、b 两轮的线速度相等，即v a ＝v b ，又r a ∶r b＝1∶2，由v ＝rω得：ωa ∶ωb ＝2∶1，又由a 轮与A 盘同轴，b 轮与B 盘同轴，则ωa ＝ωA ，ωb ＝ωB ，根据向心力公式F ＝mrω2得F 1F 2＝mr A ω2A mrB ω2B ＝81. 【答案】 8∶111．(15分)如图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L ＝0.8 m 的细绳，一端固定在O 点，另一端系一质量为m ＝0.2 kg 的小球，小球沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点A ，则小球在最低点B 的最小速度是多少？(g 取10 m/s 2)解析 小球通过最高点的最小速度为 v A ＝gL sin α＝2 m/s由最高点到最低点根据机械能守恒定律得：12m v 2B ＝12m v 2A＋mg 2L sin α，解得：v B ＝2 5 m/s. 【答案】 2 5 m/s12. (18分)如图所示，用细绳一端系着的质量为M ＝0.6 kg 的物体A 静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O 吊着质量为m ＝0.3 kg 的小球B ，A 的重心到O 点的距离为0.2 m ，若A 与转盘间的最大静摩擦力为F m ＝2 N ，为使小球B 保持静止，求转盘绕中心O 旋转的角速度ω的取值范围(取g ＝10 m/s 2)．解析 要使B 静止，A 必须相对于转盘静止，即具有与转盘相同的角速度．A 需要的向心力由绳拉力和摩擦力提供，角速度最大时，A 有离心趋势，静摩擦力指向圆心O ；角速度最小时，A 有向心运动的趋势，静摩擦力背离圆心O .对B ：拉力F ＝mg对A ：角速度最大时有F ＋F m ＝Mrω21 解得ω1≈6.5 rad/s角速度最小时有F －F m ＝Mrω22解得ω2≈2.9 rad/s所以2.9 rad/s ≤ω≤6.5 rad/s 时，可保持B 静止．【答案】 2.9 rad/s ≤ω≤6.5 rad/s。
高三物理第一轮复习单元测试(圆周运动)含答案
高三物理第一轮复习单元测试（圆周运动）一．单项选择题1．如图所示，天车下吊着两个质量都是m 的工件A 和B ，系A 的吊绳较短，系B 的吊绳较长．若天车运动到P 处突然停止，则两吊绳所受的拉力F A 和F B 的大小关系为( )A ．F A >FB B ．F A <F BC ．F A ＝F B ＝mgD ．F A ＝F B >mg解析：天车运动到P 处突然停止后，A 、B 各以天车上的悬点为圆心做圆周运动，线速度相同而半径不同，由F －mg ＝m v 2L ，得：F ＝mg ＋m v 2L，因为m相等，v 相等，而L A <L B ，所以F A >F B ，A 选项正确． 答案：A2．如图所示，OO ′为竖直轴，MN 为固定在OO ′上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A 、B 套在水平杆上，AC 和BC 为抗拉能力相同的两根细线，C 端固定在转轴OO ′上．当绳拉直时，A 、B 两球转动半径之比恒为2∶1，当转轴的角速度逐渐增大时( )A ．AC 先断B ．BC 先断C ．两线同时断D ．不能确定哪根线先断解析：对A 球进行受力分析，A 球受重力、支持力、拉力F A 三个力作用，拉力的分力提供A 球做圆周运动的向心力，得：水平方向F A cos α＝mr A ω2，同理，对B 球：F B cos β＝mr B ω2，由几何关系，可知cos α＝r A AC ，cos β＝r B BC. 所以：F A F B ＝r A cos βr B cos α＝r A r B BC r B r A AC＝AC BC. 由于AC >BC ，所以F A >F B ，即绳AC 先断．答案：A3．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，将螺丝帽套在塑料管上，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．则在该同学手转动塑料管 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 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 ＝ μm ω2r ，得ω＝gμr ，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．答案：A4．如图所示，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍．A 、B 分别为大、小轮边缘上的点，C 为大轮上一条半径的中点．则（ ）A ．两轮转动的角速度相等B ．大轮转动的角速度是小轮的2倍C ．质点加速度a A ＝2a BD ．质点加速度a B ＝4a C解析：两轮不打滑，边缘质点线速度大小相等，v A ＝v B ，而r A ＝2r B ，故ωA ＝12ωB ， A 、B 错误；由a n ＝v 2r 得a A a B ＝r B r A ＝12，C 错误；由a n ＝ω2r 得a A a C ＝r A r C ＝2，则a B a C＝4，D 正确． 答案：D5.如图所示，有一光滑的半径可变的41圆形轨道处于竖直平面内，圆心O 点离地高度为H ．现调节轨道半径，让一可视为质点的小球a 从与O 点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落，使小球离开轨道后运动的水平位移S 最大，则小球脱离轨道最低点时的速度大小应为（ A ）（A ）gH （B ）3gH （C ）32gH （D ）34gH6.竖直平面内光滑圆轨道外侧，一小球以某一水平速度v 0从A 点出发沿圆轨道运动，至B 点时脱离轨道，最终落在水平面上的C 点，不计空气阻力．下列说法中不正确．．．的是( C ) A ．在B 点时，小球对圆轨道的压力为零B ．B 到C 过程，小球做匀变速运动C ．在A 点时，小球对圆轨道压力大于其重力D ．A 到B 过程，小球水平方向的加速度先增加后减小二．多项选择题7．如图所示，一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开始下滑，曲面内各处动摩擦因数不同，此摩擦作用使物块下滑时速率保持不变，则下列说法正确的是（ ）A ．因物块下滑速率保持不变，故加速度为零B ．物块所受合外力大小不变，方向改变C ．在滑到最低点以前，物块对曲面的压力越来越大D ．在滑到最低点以前，物块受到的摩擦力越来越大解析：物块下滑速率不变，可理解为物块的运动是匀速圆周运动的一部分，物块所 受合外力充当所需的向心力，故合外力大小不变，而方向改变，向心加速度不为零； 设下滑过程中物块和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，对物块进行受力分析可得F N －mg cos θ＝m v 2R，其中θ越来越小，所以F N 越来越大；F f ＝mg sin θ，θ越来越小时F f 越来越小，故选项B 、C 正确．答案：BC8．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 ，估算该女运动员( )A ．受到的拉力为3GB ．受到的拉力为2GC ．向心加速度为3gD ．向心加速度为2g解析：设女运动员受到的拉力大小为F ，分析女运动员受力情况可知，F sin30°＝G ， F cos30°＝ma 向，可得：F ＝2G ，a 向＝3g ，故B 、C 正确．答案：BC9．甲、乙两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动，如图所示．已知M 甲＝80 kg ，M 乙＝40 kg ，两人相距0.9 m ，弹簧测力计的示数为96 N ，下列判断中正确的是( )A ．两人的线速度相同，约为40 m/sB ．两人的角速度相同，为2 rad/sC ．两人的运动半径相同，都是0.45 mD ．两人的运动半径不同，甲为0.3 m ，乙为0.6 m解析：两人旋转一周的时间相同，故两人的角速度相同，两人做圆周运动所需的向心力相同，由F ＝m ω2r 可知，旋转半径满足：r 甲∶r 乙＝M 乙∶M 甲＝1∶2，又r 甲＋r 乙＝0.9 m ，则r 甲＝0.3 m ，r 乙＝0.6 m.两人的角速度相同，则v 甲∶v 乙＝1∶2.由F ＝M 甲ω2r 甲可得ω＝2 rad/s.故选项B 、D 正确．答案：BD10．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为R ，小球半径为r ，则下列说法中正确的是( )A ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝g R ＋rB ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝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：由于圆形管道可提供支持力，故小球通过最高点时的速度可以为零．小球在 水平线ab 以下的管道中运动时，重力方向竖直向下，而向心力指向圆心，故内侧管壁不会对小球有作用力，而在水平线ab 以上的管道中运动时，如果小球的速度较小，如在最高点的速度v ≤g R ＋r 时，最高点的外侧管壁对小球无作用力，故B 、C 正确，A 、D 错误．答案：BC11．如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M ，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m ，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是( )A ．在释放前的瞬间，支架对地面的压力为(m ＋M )gB.在释放前的瞬间，支架对地面的压力为MgC ．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(m ＋M )gD ．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(3m ＋M )g解析：在释放前的瞬间绳拉力为零对M ：F N1＝Mg ；当摆球运动到最低点时，由机械能守恒得mgR ＝mv 22 ①由牛顿第二定律得：F T －mg ＝mv 2R② 由①②得绳对小球的拉力F T ＝3mg对支架M 由受力平衡，地面支持力F N ＝Mg ＋3mg由牛顿第三定律知，支架对地面的压力F N2＝3mg ＋Mg ，故选项B 、D 正确．答案：BD12.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，质量相同，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5mg 周运动B ．当v =gR 5时，小球b 在轨道最高点对轨道无压力C ．速度v 至少为gR 5，才能使两球在管内做圆D ．只要v ≥gR 5,小球a 对轨道最低点压力比小球b 对轨道最高点压力都大6mg 在第十一届全运会单杠比赛中，有一个动作是单臂大回环如图6，其难度险度令人惊叹。
高考物理一轮复习 专题16 圆周运动(练)(含解析)1
专题16 圆周运动（练）1．一根长为L 的细线上端固定，另一端连接一小球，现设法使小球在水平面做匀速圆周运动，则小球运动的周期T 与细线和竖直直线之间的夹角θ的关系是： （ ）A ．角θ越小，周期T 越长B ．角θ越小，周期T 越短C ．周期T 的长短与角θ的大小无关D ．条件不足，无法确定【答案】A 【名师点睛】本题是圆锥摆问题，关键是通过分析受力情况确定向心力的来源．要注意小球圆周运动的半径不等于绳长．2．（多选）如图所示，半径为R ，内径很小的光滑半圆细管竖直放置，一质量为m 的小球A 以某一速度从下端管口进入，并以速度1v 通过最高点C 时与管壁之间的弹力大小为0.6mg ，另一质量也为m 的小球B 以某一速度从下端管口进入，并以速度2v 通过最高点C 时与管壁之间的弹力大小为0.3mg ，且12v v <，210/g m s =。
当A 、B 两球落地时，落地点与下端管口之间的水平距离A B x x 、之比可能为： （ ）A 、7B A x x =、13B A x x =C 、7B A x x =、13B A x x =【答案】AB【名师点睛】本题主要考查了圆周运动向心力公式及平抛运动基本公式的直接应用，关键判断出两种情况下轨道对小球的弹力方向，分析时抓住平抛运动时间相等。
3．（多选）如图所示，质量为M=1kg 的薄壁细圆管竖直放置在固定的底座上，圆管内部光滑，圆半径比细管的内径大得多。
已知圆的半径R =0.4m ，一质量m=0.5kg 的小球，在管内最低点A 的速度大小为22m/s ，g 取10m/s 2，则以下说法正确的是： （ ）A.小球恰能做完整的圆周运动B.小球沿圆轨道上升的最大高度为0.4mC.圆管对底座的最大压力为15ND.圆管对底座的最大压力等于25N 【答案】BD【解析】小球在转动过程中，管壁对小球的作用力垂直于速度方向，不做功，只有重力做功，根据动能定理可得21 2mgh mv =，解得：20.42v h m g ==，而小球要做完整的圆周运动，需要上升的高度为0.8m ，故不能上升到最高点，A 错误B 正确；在最低点时，速度最大，球对圆管的压力最大，根据牛顿第二定律可得2v N mg m R-=，解得：15N N =，即球对圆管的压力为15N ，则圆管对地的最大压力为151025N F N Mg N =+=+=，C 错误D 正确。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—圆周运动
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—圆周运动1.空中飞椅深受年轻人的喜爱，飞椅的位置不同，感受也不同，关于飞椅的运动，下列说法正确的是()A．乘坐飞椅的所有爱好者一起做圆周运动，最外侧的飞椅角速度最大B．缆绳一样长，悬挂点在最外侧的飞椅与悬挂在内侧的飞椅向心加速度大小相等C．飞椅中的人随飞椅一起做圆周运动，受重力、飞椅的支持力与向心力D．不管飞椅在什么位置，缆绳长短如何，做圆周运动的飞椅角速度都相同2.(2021·全国甲卷·15)“旋转纽扣”是一种传统游戏．如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现．拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为()A．10 m/s2B．100 m/s2C．1 000 m/s2D．10 000 m/s23.无级变速箱是自动挡车型变速箱的一种，比普通的自动变速箱换挡更平顺，没有冲击感．如图为其原理图，通过改变滚轮位置实现在变速范围内任意连续变换速度．A、B为滚轮轴上两点，变速过程中主动轮转速不变，各轮间不打滑，则()A．从动轮和主动轮转动方向始终相反B．滚轮在B处时，从动轮角速度小于主动轮角速度C．滚轮从A到B，从动轮线速度先增大后减小D．滚轮从A到B，从动轮转速先增大后减小4．(2023·广东惠州市调研)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔(小孔光滑)另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用．因阻力作用，小球Q的运动轨迹发生缓慢的变化(可视为一系列半径不同的圆周运动)．下列判断正确的是()A．小球Q的位置越来越高B．细线的拉力减小C．小球Q运动的角速度增大D．金属块P受到桌面的静摩擦力增大5.如图所示，一个半径为5 m的圆盘正绕其圆心匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球(视为质点)正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则()A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/sB．小球平抛的初速度可能是2.5 m/sC．圆盘转动的角速度一定是π rad/sD．圆盘转动的加速度大小可能是π2 m/s26.(2023·内蒙古包头市模拟)如图所示，两等长轻绳一端打结，记为O点，并系在小球上．两轻绳的另一端分别系在同一水平杆上的A、B两点，两轻绳与固定的水平杆夹角均为53°.给小球垂直纸面的速度，使小球在垂直纸面的竖直面内做往复运动．某次小球运动到最低点时，轻绳OB从O点断开，小球恰好做匀速圆周运动．已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，则轻绳OB断开前后瞬间，轻绳OA的张力之比为()A．1∶1 B．25∶32C．25∶24 D．3∶47．(2023·浙江省镇海中学模拟)如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光．下列说法正确的是()A．安装时A端比B端更远离圆心B．高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触C．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光8.(2023·浙江山水联盟联考)如图所示，内壁光滑的空心圆柱体竖直固定在水平地面上，圆柱体的内径为R.沿着水平切向给贴在内壁左侧O点的小滑块一个初速度v0，小滑块将沿着柱体的内壁旋转向下运动，最终落在柱体的底面上．已知小滑块可看成质点，质量为m，重力加速度为g，O点距柱体的底面距离为h.下列判断正确的是()A．v0越大，小滑块在圆柱体中运动时间越短B．小滑块运动中的加速度越来越大C．小滑块运动中对圆柱体内表面的压力越来越大D．小滑块落至底面时的速度大小为v02＋2gh9．(2023·河北张家口市模拟)如图所示，O为半球形容器的球心，半球形容器绕通过O的竖直轴以角速度ω匀速转动，放在容器内的两个质量相等的小物块a和b相对容器静止，b与容器壁间恰好没有摩擦力的作用．已知a和O、b和O的连线与竖直方向的夹角分别为60°和30°，则下列说法正确的是()A．小物块a和b做圆周运动所需的向心力大小之比为3∶1B．小物块a和b对容器壁的压力大小之比为3∶1C．小物块a与容器壁之间无摩擦力D．容器壁对小物块a的摩擦力方向沿器壁切线向下10.(多选)(2023·山西吕梁市模拟)2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录．国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25 m，人体弹射装置可以使运动员在4.5 s内由静止达到入弯速度18 m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图所示，运动员质量为50 kg，重力加速度取g＝10 m/s2，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是()A ．运动员匀加速运动的距离为81 mB ．匀加速过程中，绳子的平均弹力大小为200 NC ．运动员入弯时的向心力大小为648 ND ．入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°11.(2022·山东卷·8)无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为3 m 的半圆弧BC 与长8 m 的直线路径AB 相切于B 点，与半径为4 m 的半圆弧CD 相切于C 点．小车以最大速度从A 点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B 点，然后保持速率不变依次经过BC 和CD .为保证安全，小车速率最大为4 m/s ，在ABC 段的加速度最大为2 m/s 2，CD 段的加速度最大为1 m/s 2.小车视为质点，小车从A 到D 所需最短时间t 及在AB 段做匀速直线运动的最长距离l 为( )A ．t ＝⎝⎛⎭⎫2＋7π4 s ，l ＝8 m B ．t ＝⎝⎛⎭⎫94＋7π2 s ，l ＝5 mC ．t ＝⎝⎛⎭⎫2＋5126＋76π6 s ，l ＝5.5 m D ．t ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2＋512 6＋(6＋4)π2 s ，l ＝5.5 m 12.(2022·辽宁卷·13)2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金．(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度v＝9 m/s时，滑过的距离x＝15 m，求加速度的大小；(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R甲＝8 m、R乙＝9 m，滑行速率分别为v甲＝10 m/s、v乙＝11 m/s，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道．答案及解析1．D 2.C 3.B 4.B 5.A6．B [轻绳OB 断开前，小球以A 、B 中点为圆心的圆弧做往复运动，设小球经过最低点的速度大小为v ，绳长为L ，小球质量为m ，轻绳的张力为F 1，由向心力公式有2F 1sin 53°－mg＝m v 2L sin 53°，轻绳OB 断开后，小球在水平面内做匀速圆周运动，其圆心在A 点的正下方，设轻绳的张力为F 2，有F 2cos 53°＝m v 2L cos 53°，F 2sin 53°＝mg ，联立解得F 1F 2＝2532，故B 正确．] 7．C [要使重物做离心运动，M 、N 接触，则A 端应靠近圆心，因此安装时B 端比A 端更远离圆心，A 错误；转速越大，所需向心力越大，弹簧拉伸越长，M 、N 能接触，灯会发光，不能说重物受到离心力的作用，B 错误；灯在最低点时有F 弹－mg ＝mrω2，解得ω＝F 弹mr －g r ，又ω＝2πn ，因此增大重物质量可使LED 灯在较低转速下也能发光，C 正确；匀速行驶时，灯在最低点时有F 1－mg ＝m v 2r ，灯在最高点时有F 2＋mg ＝m v 2r，在最低点时弹簧对重物的弹力大于在最高点时对重物的弹力，因此匀速行驶时，若LED 灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，D 错误．]8．D [小滑块在竖直方向做自由落体运动，加速度恒定不变，根据h ＝12gt 2，可得t ＝2h g，可知小滑块在圆柱体中的运动时间与v 0无关，小滑块在水平方向的加速度大小也不变，则小滑块的加速度大小不变，故A 、B 错误；小滑块沿着圆柱体表面切向的速度大小不变，所需向心力不变，则小滑块运动中对圆柱体内表面的压力不变，故C 错误；小滑块落至底面时竖直方向的速度v y ＝2gh ，小滑块落至底面时的速度大小v ＝v 02＋v y 2＝v 02＋2gh ，故D 正确．]9．A [a 、b 角速度相等，向心力大小可表示为F ＝mω2R sin α，所以a 、b 所需向心力大小之比为sin 60°∶sin 30°＝3∶1，A 正确；对b 分析可得mg tan 30°＝mω2R sin 30°，结合对b 分析结果，对a 分析有mω2R sin 60°<mg tan 60°，即支持力在指向转轴方向的分力大于所需要的向心力，因此摩擦力有背离转轴方向的分力，即容器壁对a 的摩擦力沿切线方向向上，C 、D错误；对b 有F N b cos 30°＝mg ，对a 有F N a cos 60°＋F f sin 60°＝mg ，所以F N a F N b ≠cos 30°cos 60°＝31，B 错误．]10．BC [运动员匀加速运动的距离为x ＝v 2t ＝182×4.5 m ＝40.5 m ，A 错误；在匀加速过程中，加速度a ＝v t ＝184.5m/s 2＝4 m/s 2，由牛顿第二定律，绳子的平均弹力大小为F ＝ma ＝50×4 N ＝200 N ，B 正确；运动员入弯时所需的向心力大小为F n ＝m v 2r ＝50×18225N ＝648 N ，C 正确；设入弯时冰刀与水平冰面的夹角为θ，则tan θ＝mg F n ＝gr v 2＝250324<1，得θ<45°，D 错误．] 11．B [在BC 段的最大加速度为a 1＝2 m/s 2，则根据a 1＝v 1m 2r 1，可得在BC 段的最大速度为v 1m ＝ 6 m/s ，在CD 段的最大加速度为a 2＝1 m/s 2，则根据a 2＝v 2m 2r 2，可得在BC 段的最大速度为v 2m ＝2 m/s<v 1m ，可知在BCD 段运动时的速度为v ＝2 m/s ，在BCD 段运动的时间为t 3＝πr 1＋πr 2v ＝7π2s ，若小车从A 到D 所需时间最短，则AB 段小车应先以v m 匀速，再以a 1减速至v ，AB 段从最大速度v m 减速到v 的时间t 1＝v m －v a 1＝4－22 s ＝1 s ，位移x 2＝v m 2－v 22a 1＝3 m ，在AB 段匀速的最长距离为l ＝8 m －3 m ＝5 m ，则匀速运动的时间t 2＝l v m ＝54s ，则从A 到D 最短时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＝(94＋7π2) s ，故选B.] 12．(1)2.7 m/s 2 (2)225242甲 解析 (1)根据速度位移公式有v 2＝2ax ，代入数据可得a ＝2.7 m/s 2(2)根据向心加速度的表达式a ＝v 2R可得甲、乙的向心加速度之比为a 甲a 乙＝v 甲2v 乙2·R 乙R 甲＝225242，甲、乙两物体做匀速圆周运动，则运动的时间为t ＝πR v ，代入数据可得甲、乙运动的时间为t 甲＝4π5 s ，t 乙＝9π11s ．因t 甲<t 乙，所以甲先出弯道．。
高考物理一轮复习圆周运动专题测试
高考物理一轮复习圆周运动专题测试高考物理一轮复习圆周运动专题测试(附解析)一、选择题1、物体以角速度&oｍeｇa;做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )A。
轨道半径越大线速度越大B、轨道半径越大线速度越小C、轨道半径越大周期越大D、轨道半径越大周期越小2。
某质点绕圆轨道做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )A、因为它速度大小始终不变,因此它做的是匀速运动B、它速度大小不变,但方向时刻改变,是变速运动C。
该质点速度大小不变,因而加速度为零,处于平衡状态Ｄ、该质点做的是变速运动,具有加速度,故它受合外力不等于零３。
静止在地球上的物体都要随地球一起转动,下列说法正确的是( )Ａ、它们的运动周期都是相同的B、它们的线速度都是相同的C、它们的线速度大小都是相同的D、它们的角速度是不同的4、一皮带传送装置,a、b分别是两轮边缘上的两点,c处在O１轮上,且有rａ＝2ｒb=2rc,则下列关系正确的有( ) A。
ｖａ=vb B、&omｅga;a=&ｏmｅga;ｂ C。
ｖa＝vc Ｄ。
＆oｍegａ;a=＆oｍega;c５。
汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。
某国产轿车的车轮半径约为３0 cm,当该型号轿车在高速公路上行驶时,驾驶员面前的速率计的指针指在“120 ｋm／ｈ”上,可估算出该车车轮的转速为( )A。
1 0０0 r/s Ｂ、１ 000 r/minC、1 00０ｒ／h D。
2 0０0 r/ｓ6、某一皮带传动装置,主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2、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( )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nD、从动轮的转速为ｎ二、非选择题7。
所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三轮半径关系为ｒA=ｒＣ=2rB。
若皮带不打滑,求A、Ｂ、C轮边缘的ａ、b、ｃ三质点的角速度之比和线速度之比、8。
物理一轮复习 专题4.4 圆周运动应用实例押题专练
专题4.4 圆周运动应用实例1．如右图所示，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 两点的角速度大小相等B ．P 、Q 两点的线速度大小相等C ．P 点的线速度比Q 点的线速度大D ．P 、Q 两物体均受重力和支持力两个力作用【答案】A2．如右图所示，水平放置的两个用相同材料制成的轮P 和Q 靠摩擦传动，两轮的半径R ∶r ＝2∶1。
当主动轮Q 匀速转动时，在Q 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q 轮边缘上,此时Q 轮转动的角速度为ω1，木块的向心加速度为a 1，若改变转速,把小木块放在P 轮边缘也恰能静止,此时Q 轮转动的角速度为ω2，木块的向心加速度为a 2，则( )A.ω1ω2＝错误! B 。
错误!＝错误! C 。
a 1a 2＝错误!D.错误!＝错误!【解析】根据题述，a 1＝ω错误!r ，ma 1＝μmg ；联立解得μg ＝ω错误!r 。
小木块放在P 轮边缘与恰能静止，μg ＝ω2R ＝2ω2r 。
由ωR ＝ω2r 联立解得ω1ω2＝错误!，选项A 、B 错误；ma ＝μmg ，所以错误!＝错误!，选项C 正确，D 错误．【答案】C3．如图所示，用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,下列步骤或者说法错误的是（ ）A ．通过测量圆锥摆的周期、半径与小球质量，由向心力公式求得小球运动所需要的向心力B ．通过测量小球到悬挂点的竖直高度、绳子长度与小球质量，利用平行四边形定则求得小球受到的指向圆心方向的合力C ．实验中在其他因素不变的情况下，绳子与竖直方向的夹角越大，小球转动得越慢D ．实验中在其他因素不变的情况下，绳子越长,小球转动得越慢【答案】C4．如右图所示，两个半径均为R 的甲、乙大环,都在竖直平面内，甲环是粗糙的,乙环是光滑的，两个大环上套有相同的小环，让甲环绕圆心O 在竖直平面内做沿逆时针方向的匀速圆周运动，甲与小环的动摩擦因数为μ,小环相对大环静止的位置与大环圆心的连线与过圆心竖直线成一定角度；现让乙环绕过圆心的竖直轴做匀速圆周运动，结果小环相对大环静止的位置与圆心的连线与竖直轴所成角度与甲环中小环的情况相同，则乙环转动的角速度为（ )A 。
高考物理一轮复习 专题16 圆周运动(练)(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题16 圆周运动1．如下列图为一种叫做“魔盘〞的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着“魔盘〞一起转动，当“魔盘〞转动到一定速度时，人会“贴〞在“魔盘〞竖直壁上，而不会滑下。
假设魔盘半径为r ，人与魔盘竖直壁间的动摩擦因数为μ，在人“贴〞在“魔盘〞竖直壁上，随“魔盘〞一起运动过程中，如此如下说法正确的答案是〔 〕A ．人随“魔盘〞转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用B ．如果转速变大，人与器壁之间的摩擦力变大C ．如果转速变大，人与器壁之间的弹力不变D ．“魔盘〞的转速一定大于rg μπ21【答案】D【名师点睛】解决此题的关键要正确分析人的受力情况，确定向心力来源，知道人靠弹力提供向心力，人在竖直方向受力平衡。
2．飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷。
过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥。
受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响。
取g ＝10m/s 2，如此当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100m/s 时，圆弧轨道的最小半径为( )A．100m B．111m C．125m D．250m【答案】C【名师点睛】圆周运动涉与力的问题就要考虑到向心力，匀速圆周运动是由指向圆心的合力提供向心力．确定向心力的来源是解题的关键.3．如下列图，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔〔小孔光滑〕的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动〔圆锥摆〕。
现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动〔图中P'位置〕，两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，如此后一种情况与原来相比拟，下面的判断中正确的答案是〔〕A．细线所受的拉力变小 B．小球P运动的角速度变小C．Q受到桌面的静摩擦力变大 D．Q受到桌面的支持力变大【答案】C【解析】设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，如此有：mgTcosθ=，mgtanθ=mω2Lsinθ，得角速度gLcosωθ，使小球改到一个更高的水平面上作匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，如此得到细线拉力T增大，角速度ω增大．故A B错误．对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面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，如此静摩擦力变大，Q所受的支持力不变，故D错误，C正确；应当选C.4．〔多项选择〕公路急转弯处通常是交通事故多发地带。
高考第一轮复习物理4.2圆周运动(附答案)
物理高考第一轮复习第Ⅱ单元 圆周运动●闯关训练 夯实基础1.如图4－2－12所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r ，a 是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮半径为4r ，小轮半径为2r ，b 点在小轮上，到小轮中心距离为r ，c 点和d 点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中皮带不打滑，则图4－2－12A.a 点与b 点线速度大小相等B.a 点与c 点角速度大小相等C.a 点与d 点向心加速度大小相等D.a 、b 、c 、d 四点，加速度最小的是b 点解析：分析本题的关键有两点：其一是同一轮轴上的各点角速度相同；其二是皮带不打滑时，与皮带接触的各点线速度相同.这两点抓住了，然后再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.由图可知，a 点和c 点是与皮带接触的两个点，所以在传动过程中二者的线速度相等，即v a =v c ，又v =ωR ，所以ωa r =ωc ·2r ，即ωa =2ωc .而b 、c 、d 三点在同一轮轴上，它们的角速度相等，则ωb =ωc =ωd =21ωa ，所以选项B 错；又v b =ωb ·r =21ωa r =21v a ，所以选项A 也错；向心加速度：a a =ωa 2r a b =ωb 2·r =（21ωa ）2r =21ωa 2r =21a a a c =ωc 2·2r =（21ωa ）2·2r =21ωa 2r =21a a a d =ωd 2·4r =（21ωa ）2·4r =ωa 2r =a a .所以选项CD 均正确. 答案：CD 2.在地球上，赤道附近的物体A 和北京附近的物体B ，随地球的自转而做匀速圆周运动.可以判断A.物体A 与物体B 的向心力都指向地心B.物体A 的线速度的大小小于物体B 的线速度的大小C.物体A 的角速度的大小小于物体B 的角速度的大小D.物体A 的向心加速度的大小大于物体B 的向心加速度的大小 答案：D3.如图4－2－13所示，直径为d 的纸制圆筒，使它以角速度ω绕轴O 匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a 、b 两个弹孔，已知aO 、bO 夹角为 ，求子弹的速度.图4－2－13解析：子弹从a 穿入圆筒到从b 穿出圆筒，圆筒转过的角度为π－ϕ，则子弹穿过圆筒的时间为t =（π－ϕ）/ω在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径d ，则子弹的速度为v =d /t =ωd /（π－ϕ）. 答案：ωd /（π－ϕ） 4.（2002年上海，8）太阳从东边升起，西边落下，这是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象.这些条件是A.时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大B.时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大C.时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大D.时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大解析：在纬度较高地区，地球自转的线速度较小，飞机的飞行速度有可能大于地球自转的线速度.若在傍晚太阳刚从西边落下，飞机向西飞行的速度大于地球自转的速度，旅客就会看到太阳从西边升起.答案：C5.有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为A.游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁B.游客处于失重状态C.游客受到的摩擦力等于重力D.游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势 解析：人做圆周运动的向心力由容器壁的弹力提供；竖直方向人受到的静摩擦力跟重力是一对平衡力，C 选项正确；游客受到筒壁的作用力为弹力和摩擦力的合力，不与筒壁垂直，A 选项错；游客在竖直方向加速度为零，故不是处于失重状态，B 选项错；转速增大时，游客仍有沿筒壁下滑的趋势，受到向上的静摩擦力作用，D 选项错.答案：C6.滑冰运动员受的最大摩擦力为其重力的k 倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，若仅依靠摩擦力来提供向心力而不冲出圆形滑道，其运动的速度应满足A.v ≥kRgB.v ≤kRgC.v ≤kRg 2D.v ≤2kRg解析：摩擦力提供向心力；根据临界条件，mgk =m Rv 2，得v =kRg则v ≤kRg .答案：B7.用同样材料做成的A 、B 、C 三个物体，放在匀速转动的水平平台上，已知m A =2m B =2m C ，各物体到轴的距离r C =2r A =2r B .若它们相对于平台无滑动，则下面说法中不正确．．．的是 A.C 的向心加速度最大B.B 的摩擦力最小C.转速增大时，C 比B 先滑动D.转速增大时，B 比A 先滑动解析：由a =ω2r 知，C 的向心加速度最大.由F f =m ω2r 知，B 所受的静摩擦力最小.物体将要滑动时有μmg =m ω2r ，即μg =ω2r .所以在转速增大时，C 先滑动.所以D 选项的说法不正确.答案：D8.在光滑杆上穿着两个小球m 1、m 2，且m 1=2m 2，用细线把两球连起来，当盘架匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，如图4－2－14所示.此时两小球到转轴的距离r 1与r 2之比为图4－2－14A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.1∶2解析：两球向心力、角速度均相等，由公式F =m ω2r 得r ∝m1，则21r r =12m m =21.答案：D9.一辆卡车在丘陵地匀速行驶，地形如图4－2－15所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是图4－2－15A.a 处B.b 处C.c 处D.d 处解析：汽车在不同路段上的运动，可认为是半径不同的圆周运动.在a 、c 两处有mg －1N F =mv 2/r ，则正压力1N F 小于重力.在b 、d 两处有：2N F －mg =mv 2/r ，则正压力2N F 大于重力，又因为d 处的半径小，所以轮胎在d 处受的正压力最大.答案：D10.如图4－2－16所示，将完全相同的两小球A 、B 用长L =0.8 m 的细绳悬于以速度v =4 m/s 向右匀速运动的小车顶部，两球与小车的前、后壁接触.由于某种原因，小车突然停止，此时悬线的拉力之比F B ∶F A 为（g 取10 m/s 2）图4－2－16 A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4解析：小车突然停止，球B 也随之停止，故F B =mg 球A 开始从最低点摆动，则F A －mg =m L v 2，F A =m （g +L v 2）=3mg所以A B F F =31.答案：C 培养能力11.如图4－2－17所示，用钳子夹住一块质量m =50 kg 的混凝土砌块起吊.已知钳子与砌块间的动摩擦因数μ=0.4，砌块重心至上端间距l =4 m.在钳子沿水平方向以速度v =4 m/s 匀速行驶中，上端突然停止时，为不使砌块从钳子口滑下，对砌块施加的压力至少为多大？图4－2－17解析：上端突然停止时砌块以速度v =4 m/s 开始在竖直面内做圆周运动，设在最低点时钳子对砌块两侧面施加的最大静摩擦力均为F ，则2F －mg =m rv 2①砌块施加的压力至少为F N ，则F =μF N ② 由①②解得F N =875 N. 答案：875 N12.如果表演“水流星”节目时（一个杯子），拴杯子的绳长为L ，绳子能承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8倍，要使绳子不断裂、节目成功，则杯子通过最高点的速度最小为_______，通过最低点的速度最大为_______.解析：据圆周运动的知识，对最高点分析有：mg =m L v21，v 1=gL对最低点有：F max －mg =m Lv22，v 2=gL 7.答案：gL gL 713.如图4－2－18所示，物体P 用两根长度相等、不可伸长的细线系于竖直杆上，它随杆转动，若转动角速度为ω，则图4－2－18A.ω只有超过某一值时，绳子AP 才有拉力B.绳子BP 的拉力随ω的增大而增大C.绳子BP 的张力一定大于绳子AP 的张力D.当ω增大到一定程度时，绳AP 的张力大于BP 的张力 答案：ABC14.一把雨伞边缘的半径为r ，且高出水平地面h .当雨伞以角速度ω旋转时，雨滴自边缘甩出落在地面上成一个大圆周.这个大圆的半径为_______.解析：雨滴离开雨伞的速度为 v 0=ωr雨滴做平抛运动的时间为t =g h 2 雨滴的水平位移为x =v 0t =ωrgh 2 雨滴落在地上形成的大圆的半径为 R =22x r +=gh r r 2222ω+ =r g h 221ω+.答案：r gh 221ω+15.如图4－2－19所示，用细绳一端系着质量为M =0.6 kg 的物体A 静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O 吊着质量为m =0.3 kg 的小球B ，A 的重心到O 点的距离为0.2 m.若A 与转盘间的最大静摩擦力为F f =2 N ，为使小球B 保持静止，求转盘绕中心O 旋转的角速度ω的取值范围.（取g =10 m/s 2）图4－2－19解析：要使B 静止，A 必须相对于转盘静止——具有与转盘相同的角速度.A 需要的向心力由绳拉力和静摩擦力合成，角速度取最大值时，A 有离心趋势，静摩擦力指向圆心O ；角速度取最小值时，A 有向心运动的趋势，静摩擦力背离圆心O .对于B ，F =mg ；对于A ，F +F f =Mr ω12 F －F f =Mr ω22解得：ω1=MrF mg f +=6.5 rad/sω2=MrF mg f -=2.9 rad/s.答案：2.9 rad/s ≤ω≤6.5 rad/s 探究创新16.有点难度哟！质量为m A 和m B 的两个小球A 和B 用轻质弹簧连在一起，用长为L 1的细绳将A 球系于O 轴上，使A 、B 两球均以角速度ω在光滑的水平面上绕O O 轴做匀速圆周运动，如图4－2－20所示.当两球间的距离为L 2时，将线烧断，线被烧断的瞬间，两球加速度a A 和a B 各是多少？＇图4－2－20。
物理一轮复习 专题16 圆周运动(测)(含解析)
专题16 圆周运动【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中。
1～8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．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 分别是圆弧的最高点和最低点,若小球在A 、B 点做圆周运动的最小速度分别为v A 、v B ，重力加速度为g ，则( )A ．0A v =B ．A v gL =C ．1102B v gL =D ．3B v gL =【答案】C2．如图甲所示,轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。
现使小球在竖直平面内做圆周运动,到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v x 随时间t 的变化关系如图乙所示。
不计空气阻力。
下列说法中正确的是A ．t 1时刻小球通过最高点，图乙中S 1和S 2的面积相等B ．t 2时刻小球通过最高点，图乙中S 1和S 2的面积相等C ．t 1时刻小球通过最高点，图乙中S 1和S 2的面积不相等D ．t 2时刻小球通过最高点，图乙中S 1和S 2的面积不相等 【答案】A【名师点睛】本题考查图线与圆周运动的综合,确定最高点的位置和最低点的位置是解决本题的关键，知道从最高点经过四分之一圆周,水平分速度先增大后减小.3．如图所示，光滑的水平面上，小球m 在拉力F 作用下做匀速圆周运动，若小球到达P 点时F 突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是A ．F 突然消失，小球将沿轨迹Pa 做离心运动B ．F 突然变小，小球将沿轨迹Pa 做离心运动C ．F 突然变大，小球将沿轨迹pb 做离心运动D ．F 突然变小，小球将沿轨迹Pc 逐渐靠近圆心 【答案】A【解析】在水平面上，细绳的拉力提供m 所需的向心力,当拉力消失，物体受力合为零,将沿切线方向做匀速直线运动，故A 正确；当向心力减小时,将沿b P 轨道做离心运动，BCD 错误。
高三物理复习专项训练-(10)圆周运动-带答案
2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破专题（10）圆周运动（解析版）一、圆周运动、向心加速度、向心力 1．匀速圆周运动(1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等． (2)性质：加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动． 2．描述匀速圆周运动的物理量(1)线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量． v ＝Δs Δt ＝2πrT.单位：m/s. (2)角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量． ω＝ΔθΔt ＝2πT.单位：rad/s.(3)周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量． T ＝1f.(4)转速：物体单位时间内所转过的圈数．符号为n ，单位：r/s(或r/min)． (5)相互关系：v ＝ωr ＝2πTr ＝2πrf ＝2πnr .3．向心加速度：描述速度方向变化快慢的物理量． a n ＝v 2r ＝rω2＝ωv ＝4π2T2r ＝4π2f 2r .【自测1】 在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图1所示姿势原地旋转，此时手臂上A 、B 两点的角速度大小分别为ωA 、ωB ，线速度大小分别为v A 、v B ，则( )图1A ．ωA <ωB B ．ωA >ωBC ．v A <v BD ．v A >v B 【答案】D二、匀速圆周运动的向心力 1．作用效果向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小． 2．大小F ＝m v 2r ＝mrω2＝m 4π2T 2r ＝mωv ＝4π2mf 2r .3．方向始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力． 4．来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供． 自测2 (多选)下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法正确的是( ) A ．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力 B ．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小 C ．向心力由物体所受的合外力充当 D ．向心力和向心加速度的方向都是不变的 【答案】BC三、生活中的圆周运动1．火车转弯特点：重力与支持力的合力提供向心力．(火车应按设计速度转弯，否则将挤压内轨或外轨)2．竖直面内的圆周运动(1)汽车过弧形桥特点：重力和桥面支持力的合力提供向心力．(2)水流星、绳模型、内轨道最高点：当v≥gR时，能在竖直平面内做圆周运动；当v<gR时，不能到达最高点．3．离心运动定义做匀速圆周运动的物体，在所受的合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，即离心运动．4．受力特点当F合＝mω2r时，物体做匀速圆周运动；当F合＝0时，物体沿切线方向飞出；当F合<mω2r时，物体逐渐远离圆心．当F合＞mω2r时，物体做近心运动．自测3下列现象中，与离心现象无关的是()A．运动员投掷铅球时，抛射角在42°左右B．通过旋转雨伞来甩干伞上的雨滴C．汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩D．用洗衣机脱去湿衣服中的水【答案】A命题热点一描述圆周运动的物理量间的关系1．对公式v＝ωr的理解当r 一定时，v 与ω成正比； 当ω一定时，v 与r 成正比； 当v 一定时，ω与r 成反比． 2．对a ＝v 2r＝ω2r ＝ωv 的理解在v 一定时，a 与r 成反比；在ω一定时，a 与r 成正比． 3．常见的传动方式及特点(1)皮带传动：如图2甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B .图2(2)摩擦传动和齿轮传动：如图3甲、乙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B .图3(3)同轴转动：如图4甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA ＝ωB ，由v ＝ωr 知v 与r 成正比．图4例1 (多选)在如图5所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6，当齿轮转动的时候，下列关于小齿轮边缘的A 点和大齿轮边缘的B 点说法正确的是( )图5A．A点和B点的线速度大小之比为1∶1 B．A点和B点的角速度之比为1∶1C．A点和B点的角速度之比为3∶1 D．以上三个选项只有一个是正确的【答案】AC【解析】题图中三个齿轮边缘线速度相等，则A点和B点的线速度大小之比为1∶1，由v＝ωr可得，线速度一定时，角速度与半径成反比，则A点和B点角速度之比为3∶1，故选项A、C正确，选项B、D错误．变式1东白山是东阳的第一高峰，因为景色秀美已成了远近闻名的旅游区，在景区内的小公园里有一组跷跷板，某日郭老师和他六岁的儿子一起玩跷跷板，因为体重悬殊过大，郭老师只能坐在靠近中间支架处，儿子坐在对侧的边缘上．请问在跷跷板上下运动的过程中，以下说法中哪些是正确的()A．郭老师能上升是因为他的力气大B．儿子能上升是因为他离支点远C．郭老师整个运动过程中向心加速度都比较大D．郭老师和儿子的运动周期是相等的【答案】D变式2如图6所示是某品牌手动榨汁机，榨汁时手柄A绕O点旋转时，手柄上B、C两点的周期、角速度及线速度等物理量的关系是()图6A．T B＝T C，v B>v C B．T B＝T C，v B<v CC．ωB>ωC，v B＝v C D．ωB<ωC，v B<v C【答案】B【解析】由B、C共轴，故ωB＝ωC，即T B＝T C，又r B<r C，由v＝ωr知v B<v C，故B正确．变式3(2018·绍兴市选考诊断)如图7所示为一磁带式放音机的转动系统，在倒带时，主动轮以恒定的角速度逆时针转动，P和Q分别为主动轮和从动轮边缘上的点，则()图7A．主动轮上的P点线速度方向不变B．主动轮上的P点线速度逐渐变大C．主动轮上的P点的向心加速度逐渐变大D．从动轮上的Q点的向心加速度逐渐变大【答案】D命题热点二水平面内的圆周运动解决圆周运动问题的主要步骤：1．审清题意，确定研究对象，明确物体做圆周运动的平面是至关重要的一环；2．分析物体的运动情况，轨道平面、圆心位置、半径大小以及物体的线速度是否变化；3．分析物体的受力情况，画出受力分析图，确定向心力的来源；4．根据牛顿运动定律及向心力公式列方程．例2如图8所示，细绳一端系着静止在水平圆盘上质量M＝0.5 kg的物体A，另一端通过圆盘中心的光滑小孔吊着质量m＝0.3 kg的物体B，物体A与小孔距离为r＝0.4 m(物体A可看成质点)，已知A和水平圆盘的最大静摩擦力为2 N．现使圆盘绕中心轴线转动，角速度ω在什么范围内，B会处于静止状态？(g取10 m/s2)图8【答案】 5 rad/s≤ω≤5 rad/s【解析】设物体A和圆盘保持相对静止，当ω具有最小值时，A有向圆心O运动的趋势，所以A受到的静摩擦力方向沿半径向外．当摩擦力等于最大静摩擦力时，对A受力分析有F－F f＝Mω12r，又F＝mg，ω1＝mg－F fMr＝ 5 rad/s当ω具有最大值时，A有远离圆心O运动的趋势，A受到的最大静摩擦力指向圆心．对A受力分析有F＋F f＝Mω22r，又F＝mg，解得ω2＝mg＋F fMr＝5 rad/s，所以ω的范围是 5 rad/s≤ω≤5 rad/s.变式4如图9所示，照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道的总宽度约为15 m，内车道内边缘间最远的距离为150 m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，g＝10 m/s2，则运动的汽车()图9A．所受的合力可能为零B．只受重力和地面支持力作用C．最大速度不能超过25 m/s D．所需的向心力由重力和支持力的合力提供【答案】C【解析】汽车在水平面上做匀速圆周运动，合外力时刻指向圆心，拐弯时靠静摩擦力提供向心力，故A 、B 、D 错误．由牛顿第二定律有F f ＝mv 2r ，F f ＝0.7mg ，r ＝15 m ＋1502 m ＝90 m ，则v ≈25 m/s ，故C 正确．变式5 如图10所示，一质量为2.0×103 kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104 N ，当汽车经过半径为80 m 的弯道时，下列判断正确的是( )图10A ．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B ．汽车转弯的速度为20 m/s 时所需的向心力为1.4×104 NC ．汽车转弯的速度为20 m/s 时汽车会发生侧滑D ．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s 2 【答案】D【解析】汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力，向心力是由摩擦力提供的，A 错误；汽车转弯的速度为20 m/s 时，根据F n ＝m v 2R ，得所需的向心力为1.0×104 N ，没有超过最大静摩擦力，所以汽车不会发生侧滑，B 、C 错误；汽车转弯时的最大向心加速度为a m ＝F fm＝7.0 m/s 2，D 正确．变式6 (多选)摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图11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之比为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完全相同的滑块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R A ＝2R B .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(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图11A．滑块A和滑块B在与轮盘相对静止时，角速度之比为ωA∶ωB＝1∶3B．滑块A和滑块B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为a A∶a B＝2∶9C．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【答案】ABC【解析】由题意可知两轮盘边缘的线速度v大小相等，由v＝ωr，r甲∶r乙＝3∶1，可得ω甲∶ω乙＝1∶3，所以滑块相对轮盘滑动前，滑块A、B的角速度之比为1∶3，故A正确；滑块相对轮盘开始滑动前，根据加速度公式：a＝Rω2，则滑块A、B的向心加速度之比为a A∶a B＝R AωA2∶R BωB2＝2∶9，故B正确；A、B两滑块的最大静摩擦力分别为F f A＝μm A g，F f B＝μm B g，则最大静摩擦力之比为F f A∶F f B＝m A∶m B；转动中所受的静摩擦力之比为F f A′∶F f B′＝m A a A∶m B a B＝m A∶4.5m B，则滑块B先达到最大静摩擦力而先开始滑动，故C正确，D错误．命题热点三竖直面内的圆周运动问题绳、杆模型涉及的临界问题均是没有支撑的小球均是有支撑的小球模型1 轻绳模型例3 (多选)如图12甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m 的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为F T ，小球在最高点的速度大小为v ，其F T －v 2图象如图乙所示，则( )图12A ．轻质绳长为mb aB ．当地的重力加速度为amC ．当v 2＝c 时，在最高点轻质绳拉力大小为acb ＋aD ．若v 2＝b ，小球运动到最低点时绳的拉力为6a 【答案】ABD【解析】小球在最高点时，根据牛顿第二定律：F T ＋mg ＝m v 2L ，解得：F T ＝m v 2L －mg ，可知纵轴截距的绝对值为a ＝mg ，g ＝a m ，图线的斜率k ＝a b ＝m L ，解得轻质绳的长度：L ＝mba ，故A 、B 正确；当v 2＝c 时，轻质绳的拉力大小为：F T ＝m c L －mg ＝acb －a ，故C 错误；当v 2＝b 时，在最高点轻质绳拉力为零，小球运动到最低点时根据动能定理得：2mgL ＝12mv 22－12mv 2，根据牛顿第二定律：F T ′－mg ＝m v 22L ，联立得拉力为：F T ′＝6mg ＝6a ，故D 正确．变式7 杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m 的细绳的一端，系一个与水的总质量为m ＝0.5 kg 的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图13所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s ，则下列说法正确的是(g＝10 m/s2)()图13A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N【答案】B【解析】“水流星”在最高点的临界速度v＝gL＝4 m/s，由此知绳的拉力恰好为零，且水恰好不流出，故选B.模型2轻杆模型例4(2019届诸暨中学期末)如图14所示，长为l的轻杆，一端固定一个可视为质点的小球，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，小球过最高点的速度为v，下列叙述中不正确的是()图14A．v的值可以小于glB．当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大C．当v由gl逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大D．当v由gl逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小【答案】D【解析】轻杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点的最小速度为零，故v 的值可以小于gl ，选项A 正确；由F n ＝m v 2l知，当v 由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大，选项B 正确；当v ＞gl 时，杆对小球提供的是拉力，由牛顿第二定律得F ＋mg ＝m v 2l，故当v 由gl 逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大，选项C 正确；当v ＜gl 时，杆对小球提供的是支持力，由牛顿第二定律得mg －F ＝m v 2l ，故当v 由gl 逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大，选项D 错误．变式8 如图15所示，半径为R 的光滑圆环轨道竖直放置，一质量为m 的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动，则小球在轨道最低点处对轨道的压力大小为( )图15 A ．3mg B ．4mg C ．5mg D ．6mg【答案】D【解析】由题意知小球刚好能够通过最高点，则在最高点有mg ＝m v 2R，从最高点到最低点，由动能定理得 2mgR ＝12mv ′2－12mv 2，解得v ′2＝5gR ， 在最低点由牛顿第二定律得F N －mg ＝m v ′2R解得F N ＝6mg ，根据牛顿第三定律，小球在轨道最低点处对轨道的压力大小F N ′＝6mg .故D 正确． 模型3 凹形桥与拱形桥模型mg －FN ＝mv 2r例5 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( )A ．3∶1B ．3∶2C ．1∶3D ．1∶2【答案】C【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∶由牛顿第二定律可得mg －F N1′＝mv 2R∶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 ＝mv 2R∶ 由题意可知F N1＝12mg ∶ 由∶∶∶∶得F N1∶F N2＝1∶3.。
高考物理一轮复习专题突破05圆周运动中的动力学(含解析)
圆周运动中的动力学一、单选题1．质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则空气对飞机的作用力大小为（）A．m√m2+m4m2 B．m√m2−m4m2C．m m2mD．mm2．质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块速率不变，则（）A．因为速率不变，所以木块的加速度为零B．因为速率不变，所以木块的加速度不变C．因为速率不变，所以木块下滑过程中的摩擦力不变D．木块下滑过程中的加速度大小不变，方向时刻指向球心3．如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则A．该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mgD．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg4．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替. 如图(a)示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径. 现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图(b)示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是( )A．2vgB．2(cos)vgαC．2(sin)vgαD．2(cos)sinvgαα5．如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端栓接一质量为m的小球B，绳长l＞h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动，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CD6．如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到小球对其作用力的大小为（ ）A ．mω2RB ．C ．D ．条件不足，不能确定7．如图所示两段长均为L 的轻质线共同系住一个质量为m 的小球，另一端分别固定在等高的A 、B 两点，A 、B 两点间距也为L ，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v ，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v ，则此时每段线中张力大小为 ( )．A mgB ．C ．3mgD ．4mg8．如图，在电动机转轮上距轴O 为r 处固定一质量为m 的小球，电机启动后，球以角速度ω绕O 轴匀速转动，则电机对地面最大压力和最小压力之差为（ ）A ．2m r ωB ．22m r ωC ．22mg m r ω+D ．222mg m r ω+9．一辆运输西瓜的小汽车（可视为质点），以大小为v （v <R的拱形桥。
2023年高考物理一轮总复习：《圆周运动》测试卷及答案解析
A．与木块运动方向相反
B．与木块运动方向相同
C．方向指向圆心
D．方向背离圆心
4．如图一直角斜劈 ABC 绕其竖直边 BC 做匀速圆周运动，放在斜劈上物块始终与它保持相
对静止，下列说法正确的是（ ）
A．斜劈对物块的支持力不可能等于零 B．斜劈对物块的支持力可能为零 C．斜劈对物块的摩擦力保持不变 D．物块受到的合外力大小不变，方向指向 B 点 5．一质量为 m 的汽车以 2v 的速度经过拱形桥面顶端时对桥面的压力为零，重力加速度为 g。 则该汽车以速度 v 经过顶端时对桥面的压力 F 为（ ）
脱离轨道的临界速度值是 v，当游客以 2v 的速度经过最高点时，则游客对轨道的压力大
小为
。（重力加速度为 g）
21．如图所示，跷跷板的支点位于板的中点，A、B 两个小孩距离支点一远一近，在翘动的
某一时刻，A、B 两小孩重心的角速度大小
（选填“相等”或“不相等”），线速
度大小
（选填“相等”或“不相等”）。
A．
B．
C．
D．
2．如图，轨道 AB 为十二分之一光滑圆弧轨道（即θ＝30°），现让一质量为 m 的小球从轨
道 A 点由静止释放，则小球从 A 点运动到 B 点过程中（ ）
A．轨道对小球的支持力先增大后减小 B．小球运动到 B 点时对轨道的压力为 C．小球运动到 B 点时对轨道的压力为 2mg D．小球在 B 点的动能为 mgR 3．如图所示，一圆盘可绕一通过圆心 O 且垂直盘面的竖直轴转动。在圆盘上放置一木块， 木块随圆盘一起做匀速转动，则木块受到圆盘对它的摩擦力的方向是（ ）
A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是 6N
B．小球通过最高点时，对杆的压力大小是 6N
2021年高考物理一轮复习：圆周运动(附答案解析)
2021年高考物理一轮复习：圆周运动考点一 圆周运动的运动学问题1．匀速圆周运动(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长__相等__，就是匀速圆周运动．(2)特点：加速度大小__不变__，方向始终指向__圆心__，是变加速运动．(3)条件：合外力大小__不变__、方向始终与__线速度__方向垂直且指向圆心． 2．描述圆周运动的物理量常用的有：线速度、角速度、周期、转速、频率、向心加速度等．它们的比较见下表：3.对公式v ＝rω和a ＝v 2r ＝rω2的理解(1)v ＝rω⎩⎪⎨⎪⎧r 一定时v 与ω成正比ω一定时v 与r 成正比v 一定时ω与r 成反比(2)a＝v 2r ＝rω2⎩⎪⎨⎪⎧v 一定时a 与r 成反比ω一定时a 与r 成正比 【理解巩固1】 如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O 并与板垂直的转动轴转动时，板上A 、B 两点( )A ．角速度之比ωA ∶ωB ＝2∶1 B ．角速度之比ωA ∶ωB ＝1∶ 2C ．线速度之比v A ∶v B ＝2∶1D ．线速度之比v A ∶v B ＝1∶ 2[解析] 板上A 、B 两点的角速度相等，角速度之比ωA ∶ωB ＝1∶1，选项A 、B 错误；线速度v ＝ωr ，线速度之比v A ∶v B ＝1∶2，选项C 错误，D 正确．[答案] D例1 如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a 点和轮4边缘的c 点相比( )A ．线速度之比为1∶4B ．角速度之比为4∶1C ．向心加速度之比为8∶1D ．向心加速度之比为1∶8[解析] 由题意知2v a ＝2v 3＝v 2＝v c ，其中v 2、v 3为轮2和轮3边缘的线速度，所以v a ∶v c ＝1∶2，A 错．设轮4的半径为r ，则a a ＝v 2a r a ＝（v c 2）22r ＝v 2c8r ＝18a c ，即a a ∶a c ＝1∶8，C 错，D 对.ωa ωc ＝v a r a v c r c ＝v a2r 2v a r＝14，B 错．[答案] D几种常见的传动装置(1)传动装置的分类主要有四种：①同轴转动(图甲)；②皮带传动(图乙)；③齿轮传动(图丙)；④摩擦传动(图丁)．(2)传动装置的特点传动问题包括皮带传动(链条传动、齿轮传动、摩擦传动)和同轴传动两类，其中运动学物理量遵循下列规律．①同轴传动的轮子或同一轮子上的各点的角速度大小相等．②皮带传动的两轮，皮带不打滑时，皮带接触处的线速度大小相等．链条传动、摩擦传动也一样．③齿轮的齿数与半径成正比，即周长＝齿数×齿间距(大小齿轮的齿间距相等)． ④在齿轮传动中，大、小齿轮的转速跟它们的齿数成反比．)考点二 匀速圆周运动的一般动力学问题对应学生用书p 751．匀速圆周运动的向心力(1)作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小． (2)大小：F ＝__m v 2r __＝__mω2r__＝m 4π2T 2r ＝mωv ＝4π2mf 2r.(在F ＝mv 2r 中，v 是运动物体相对圆心的速度)(3)方向：始终沿半径方向指向__圆心__，时刻在改变，即向心力是一个__变力__． (4)来源：向心力可以由一个力提供，也可能由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供．2．近心运动和离心运动(1)做圆周运动的物体，如果所受合外力不等于物体做圆周运动所需的向心力，物体将做近心运动或离心运动．(2)受力特点①当F n ＝mω2r 时，物体做圆周运动． ②当F n ＝0时，物体沿切线方向飞出．③当F n <m ω2r 时，物体逐渐远离圆心，做离心运动． ④当F n >m ω2r 时，物体将逐渐靠近圆心，做近心运动．【理解巩固2】(多选)如图，物体m用不可伸长的细线通过光滑的水平板间的小孔与砝码M相连，且正在做匀速圆周运动，若减少M的质量，则物体m的轨道半径r，角速度ω，线速度v的大小变化情况是()A．r不变，v减小B．r增大，ω减小C．r增大，v减小D．r减小，ω不变[解析] 小球在砝码的重力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动．砝码的重力提供向心力，当砝码的重量减小，此时向心力大于砝码的重力，从而做离心运动，导致半径变大．当再次出现砝码的重力与向心力相等时，小球又做匀速圆周运动．由于半径变大从而M的势能增大，而m和M整个系统机械能守恒，所以m的动能要减少，故可确定其v变小，故A 不正确；由于半径变大，而向心力大小变小，则角速度减小，故B、C正确，D不正确．[答案] BC对应学生用书p76例2如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为30°，小球以速率v绕圆锥体轴线做水平圆周运动．(1)当v1＝gL6时，求细线对小球的拉力大小；(2)当v2＝3gL2时，求细线对小球的拉力大小．[审题指导] 先求出小球刚要离开圆锥面时的临界速度，此时支持力为零，根据牛顿第二定律求出该临界速度．当速度大于临界速度，则物体离开锥面，当速度小于临界速度，物体还受到支持力，根据牛顿第二定律，物体在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，求出绳子的拉力．[解析] 小球离开圆锥面的临界条件为圆锥体对小球的支持力F N＝0，如图甲所示，设此时小球的线速度为v0，则F ＝m v 20r ＝m v 20L sin 30°＝mg tan 30°解得v 0＝3gL6(1)因v 1<v 0，F N ≠0，对小球受力分析，如图乙所示，有 F T sin 30°－F N cos 30°＝mv 21L sin 30°F T cos 30°＋F N sin 30°＝mg 解得F T ＝（1＋33）mg6(2)因为v 2>v 0，小球离开圆锥面，对小球受力分析，如图丙所示，有F T ′sin α＝mv 22L sin αF T ′cos α＝mg解得F T ′＝2mg ⎝⎛⎭⎫F T ′＝－12mg 舍去., 解答圆周运动问题的基本思路(1)审清题意，确定研究对象．(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等． (3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力．无论是否为匀速圆周运动，物体受到沿半径指向圆心的合力一定为其向心力．(4)据牛顿运动定律由向心力的不同表达式列方程．(5)求解并讨论．)考点三水平面内的圆周运动对应学生用书p761．火车转弯问题在平直轨道上匀速行驶的火车，所受合外力为零．在火车转弯时，什么力提供向心力呢？若在火车转弯处，让外轨高于内轨，如图所示，转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供．若轨道水平，转弯时所需向心力应由外轨对车轮的挤压力提供，而这样对车轨会造成损坏．车速大时，容易出事故．设车轨间距为L，两轨高度差为h，车转弯半径为R，质量为M的火车运行时应当有多大的速度？根据三角形边角关系知sinθ＝hL，对火车的受力情况分析得tanθ＝FMg＝hL2－h2.因为θ角很小，粗略处理时，取sinθ≈tanθ，故hL＝FMg，所以向心力F＝hL Mg，又因为F＝Mv2R，所以车速v＝ghRL.2．圆锥摆圆锥摆是运动轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动，此类模型的特点是：(1)运动特点：物体做匀速圆周运动，轨迹和圆心在水平面内；(2)受力特点：物体所受的重力与弹力(拉力或支持力)的合力充当向心力，合力的方向是水平指向圆心的，F＝mg tanα.(3)周期特点：mg tanα＝mω2h tanα，知ω＝gh，又T＝2πω＝2πhg＝2πL cosαg，L为圆锥摆的摆长．摆长不同的圆锥摆，只要圆锥高度相同，周期就相同．【理解巩固3】如图所示的圆锥摆，摆线与竖直方向的夹角为θ，悬点O到圆轨道平面的高度为h，下列说法正确的是()A ．摆球质量越大，则h 越大B ．角速度ω越大，则摆角θ也越大C ．角速度ω越大，则h 也越大D ．摆球周期与质量有关[解析] 由圆周运动规律有mg tan θ＝mω2 r ，则g r h ＝ω2 r 可得h ＝gω2，与质量无关，A错误；由圆周运动规律有mg tan θ＝mω2r ，r ＝l sin θ，则有ω＝gl cos θ，则角速度ω越大，则摆角θ也越大，B 正确；由A 知，h ＝gω2，则角速度ω越大，则h 越小；C 错误；由T ＝2πω＝2πl cos θg知，摆球周期与质量无关，D 错误． [答案] B对应学生用书p 77火车转弯问题例3 (多选)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶的速度为v ，则下列说法中正确的是( )A ．当火车以v 的速度通过此弯路时，火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力B ．当火车以v 的速度通过此弯路时，火车所受重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C ．当火车速度大于v 时，轮缘挤压外轨D ．当火车速度小于v 时，轮缘挤压外轨[解析] 火车转弯时，为了保护铁轨，应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦，故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力，有F ＝mg tan θ＝m v 2R ，解得v ＝gR tan θ，故A 正确，B 错误；若实际转弯速度大于v ，有离心趋势，与外侧铁轨挤压，反之，挤压内侧铁轨，故C 正确，D 错误；故选AC .[答案] AC圆锥摆问题例4 (多选)如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O 点．设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动．已知L 1跟竖直方向的夹角为60°，L 2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是( )A ．细线L 1和细线L 2所受的拉力大小之比为3∶1B ．小球m 1和m 2的角速度大小之比为3∶1C ．小球m 1和m 2的向心力大小之比为3∶1D ．小球m 1和m 2的线速度大小之比为33∶1[解析] 由mg ＝F 1cos 60°可得F 1＝2mg ，由mg ＝F 2cos 30°可得F 2＝233mg ，则细线L 1和细线L 2所受的拉力大小之比为3∶1，选项A 正确；由mg tan θ＝mω2L sin θ，可得小球的角速度ω＝g L cos θ，则m 1和m 2的角速度大小之比为43∶1，选项B 错误；小球m 1和m 2的向心力大小之比为mg tan 60°∶mg tan 30°＝3∶1，选项C 正确；由mg tan θ＝m v 2L sin θ，可得小球m 1和m 2的线速度大小之比为v 1v 2＝sin θ1tan θ1sin θ2tan θ2＝33∶1，选项D 错误．[答案] AC水平转盘上的圆周运动问题例5 有一种餐桌，其中心是一个可以匀速转动的、半径为R 的圆盘，如图所示．圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计，放置在圆盘边缘的小物块(可视为质点)与圆盘间的动摩擦因数是其与餐桌间动摩擦因数的两倍，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现缓慢增大圆盘的转速，直到小物块恰好从圆盘边缘滑出，结果小物块恰好滑到餐桌的边缘，则餐桌的半径为( )A ．1.5RB ．2RC .2RD .3R[审题指导] 小物块刚要滑动时，最大静摩擦力提供向心力，滑动后物体在餐桌上做匀减速运动，利用几何关系解题即可．[解析] 为使物体不从圆盘上滑出，向心力不能大于最大静摩擦力，故μ1mg ≥m ω2R ，解得ω≤μ1gR，物体从圆盘上滑出时的速度为v 1＝ωm R ；物体滑到餐桌边缘速度减小到0时，恰好不滑落到地面，根据匀变速直线运动规律2μ2gx 1＝v 21，可得滑过的位移：x 1＝v 212μ2g，又μ1＝2μ2，∴x 1＝R ，故餐桌最小半径：R 1＝x 21＋R 2＝2R.故选C .[答案] C考点四 竖直面内的圆周运动对应学生用书p 771．解答竖直面内的圆周运动问题，主要运用两个力学观点，抓住一个关键． (1)动力学观点：在最高点和最低点由什么力提供向心力； (2)功能的观点：建立起最高点与最低点的速度关系； (3)抓住一个关键：过最高点的临界条件． 2．竖直面内圆周运动中常见的两种模型轻绳模型轻杆模型常见类型均是不可受到支撑作用的小球均是可以受到支撑作用的小球过最高点的临界条件由mg ＝m v 2临r得v 临＝gr由小球能运动即可得v 临＝0 讨论分析(1)过最高点时，v ≥gr ， F N ＋mg ＝m v 2r ，绳、轨道对球产生弹力F N (2)当v ＜gr 时，不能过最高点，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道(1)当v ＝0时，F N ＝mg ，F N 为支持力，沿半径背离圆心 (2)当0＜v ＜gr 时，mg －F N ＝m v 2r ，F N 背离圆心，随v 的增大而减小(3)当v ＝gr 时，F N ＝0 (4)当v ＞gr 时，F N ＋mg ＝m v 2r，F N 指向圆心并随v 的增大而增大 在最高点的F N －v 2图线取竖直向下为正方向取竖直向下为正方向【理解巩固4】 一轻杆一端固定质量为m 的小球，以另一端O 为圆心，使小球在竖直面内做半径为R 的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是( )A ．小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零B ．小球过最高点的最小速度是gRC ．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大D ．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小[解析] 轻杆可对小球产生向上的支持力，小球经过最高点的速度可以为零，当小球过最高点的速度v ＝gR 时，杆所受的弹力等于零，A 正确，B 错误；若v ＜gR ，则杆在最高点对小球的弹力竖直向上，mg －F ＝m v 2R ，随v 增大，F 减小，若v ＞gR ，则杆在最高点对小球的弹力竖直向下，mg ＋F ＝m v 2R，随v 增大，F 增大，故C 、D 均错误．[答案] A对应学生用书p 78轻绳模型例6 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，两根轻绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v 时，每根轻绳的拉力大小为( )A .3mgB .433mg C ．3mg D ．23mg[解析] 小球在运动过程中，A 、B 两点与小球所在位置构成等边三角形，由此可知，小球圆周运动的半径R ＝L·sin 60°＝32L ，两绳与小球运动半径方向间的夹角为30°，由题意，小球在最高点的速率为v 时，mg ＝m v 2R，当小球在最高点的速率为2v 时，应有：F ＋mg ＝m （2v ）2R，可解得：F ＝3mg.由2F T cos 30°＝F ，可得两绳的拉力大小均为F T ＝3mg ，A 项正确．[答案] A轻杆模型例7 (多选)长为L 的轻杆一端固定质量为m 的小球，另一端有固定转轴O.现使小球绕转轴无摩擦在竖直平面内做圆周运动，P 为圆周轨道的最高点．若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为92gL ，则以下判断正确的是( ) A ．小球到达P 点时的速度小于gLB ．小球不能到达P 点C ．小球能到达P 点，且在P 点受到轻杆向上的弹力D ．小球能到达P 点，且在P 点受到轻杆向下的弹力[解析] 根据动能定理得，－mg·2L ＝12mv 2P －12mv 2，又v ＝92gL ，解得v P ＝12gL.小球在最高点的临界速度为零，所以小球能到达最高点，故B 错误，A 正确．设杆子在最高点表现为支持力，则mg －F ＝m v 2P L ，解得F ＝12mg ，故杆表现为支持力，小球在P 点受到轻杆向上的弹力，故C 正确，D 错误．[答案] AC考点五 圆周运动的临界问题对应学生用书p 78与摩擦力有关的临界极值问题例8 (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线相连的质量相等的两个物体A 和B ，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则( )A ．两物体均沿切线方向滑动B ．物体B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小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B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A 发生滑动，离圆盘圆心越来越远[审题指导] 对AB 两个物体进行受力分析，找出向心力的来源，即可判断AB 的运动情况．做向心运动的条件是提供的向心力大于需要的向心力；做离心现象的条件是提供的向心力小于需要的向心力．[解析] 当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，A 物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，B 靠指向圆心的最大静摩擦力和拉力的合力提供向心力，所以烧断细线后，A 所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，A 要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，但是B 所需要的向心力小于B 的最大静摩擦力，所以B 仍保持相对圆盘静止状态，做匀速圆周运动，且静摩擦力比绳子烧断前减小．故B 、D 正确，A 、C 错误．[答案] BD与弹力有关的临界极值问题例9 (多选)如图所示，处于竖直平面内的光滑细金属圆环半径为R ，质量均为m的带孔小球A 、B 穿于环上，两根长为R 的细绳一端分别系于A 、B 球上，另一端分别系于圆环的最高点和最低点，现让圆环绕竖直直径转动，当角速度缓慢增大到某一值时，连接B 球的绳子恰好拉直，转动过程中绳不会断，则下列说法正确的是()A．连接B球的绳子恰好拉直时，转动的角速度为2g RB．连接B球的绳子恰好拉直时，金属圆环对A球的作用力为零C．继续增大转动的角速度，金属环对B球的作用力可能为零D．继续增大转动的角速度，A球可能会沿金属环向上移动[审题指导] 球A、B均做匀速圆周运动，合力提供向心力，考虑细线拉力为零的临界情况，根据牛顿第二定律列式分析即可．[解析] 当连接B球的绳刚好拉直时，mg tan60°＝mRω2sin60°，求得ω＝2g R，A项正确；连接B球的绳子恰好拉直时，A球与B球转速相同，A球所受合力也为mg tan 60°，又小球A所受重力为mg，可判断出A球所受绳的拉力为2mg，A球不受金属圆环的作用力，B项正确；继续增大转动的角速度，连接B球的绳上会有拉力，要维持B球竖直方向所受外力的合力为零，环对B球必定有弹力，C项错误；当转动的角速度增大，环对B球的弹力不为零，根据竖直方向上A球和B球所受外力的合力都为零，可知绳对A球的拉力增大，绳应张得更紧，因此A球不可能沿环向上移动，D项错误．[答案] AB, 1.与摩擦力有关的临界极值问题物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力．(1)如果只是摩擦力提供向心力，则最大静摩擦力f m＝mv2r，静摩擦力的方向一定指向圆心．(2)如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连接物体随水平面转动，其中一个物体存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心．2．与弹力有关的临界极值问题(1)压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零．(2)绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直且其上无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力等．)。
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高考物理一轮复习圆周运动专题训练（附答案）质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动，即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫圆周运动。
以下是圆周运动专题训练，请考生认真练习。
1.(2019湖北省重点中学联考)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两点的角速度大小相等B.P、Q两点的线速度大小相等C.P点的线速度比Q点的线速度大D.P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用2.(2019资阳诊断)水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动，两轮的半径Rr=21。
当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为1，木块的向心加速度为a1，若改变转速，把小木块放在P轮边缘也恰能静止，此时Q轮转动的角速度为2，木块的向心加速度为，则()A.=Rr=21B.=2C.=1D.=a13.自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA，如图3所示。
当自行车正常骑行时A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aAaB∶aC等于()A.11∶8B.41∶4C.41∶32D.12∶4对点训练：水平面内的匀速圆周运动4.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，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. 2B.4C. 5D.95.(多选)绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动()A.转速相同时，绳长的容易断B.周期相同时，绳短的容易断C.线速度大小相等时，绳短的容易断D.线速度大小相等时，绳长的容易断6.(多选)(2019河南漯河二模)两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点。
设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。
已知L1跟竖直方向的夹角为60，L2跟竖直方向的夹角为30，下列说法正确的是()A.细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为1B.小球m1和m2的角速度大小之比为1C.小球m1和m2的向心力大小之比为31D.小球m1和m2的线速度大小之比为31对点训练：竖直平面内的圆周运动7.(2019忻州一中检测)两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为() A.mg B.2mgC.3mgD.4mg8.(多选)小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是()A.小球通过最高点时的最小速度vmin=B.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9.(2019山东省桓台模拟)质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内作圆周运动。
A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O同一水平线上的点。
小滑块运动时，物体M在地面上静止不动，则物体M对地面的压力N和地面对M的摩擦力有关说法正确的是()A.小滑块在A点时，NMg，摩擦力方向向左B.小滑块在B点时，N=Mg，摩擦力方向向右C.小滑块在C点时，N=(M+m)g，M与地面无摩擦D.小滑块在D点时，N=(M+m)g，摩擦力方向向左对点训练：圆周运动的综合问题10.(2019安徽高考)一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。
物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30，g取10 m/s2。
则的最大值是()A. rad/sB. rad/sC.1.0 rad/sD.5 rad/s11.(2019汕头模拟)为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。
物品从A处无初速度放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘，设物品进入转盘时速度大小不发生变化，此后随转盘一起运动(无相对滑动)到C处被取走装箱。
已知A、B两处的距离L=10 m，传送带的传输速度v=2 m/s，物品在转盘上与轴O的距离R=4 m，物品与传送带间的动摩擦因数=0.25。
g取10 m/s2。
求：(1)物品从A处运动到B处的时间t;(2)质量为2 kg的物品随转盘一起运动的静摩擦力为多大。
12.(2019德州联考)水平放置的圆盘上，在其边缘C点固定一个小桶，桶的高度不计，圆盘半径为R=1 m，在圆盘直径CD 的正上方，与CD平行放置一条水平滑道AB，滑道右端B 与圆盘圆心O在同一竖直线上，且B点距离圆盘圆心的竖直高度h=1.25 m，在滑道左端静止放置质量为m=0.4 kg的物块(可视为质点)，物块与滑道的动摩擦因数为=0.2，现用力F=4 N的水平作用力拉动物块，同时圆盘从图示位置，以角速度=2 rad/s，绕通过圆心O的竖直轴匀速转动，拉力作用在物块一段时间后撤掉，最终物块由B点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。
重力加速度取10 m/s2。
(1)若拉力作用时间为0.5 s，求所需滑道的长度;(2)求拉力作用的最短时间。
1.选A P、Q两点都是绕地轴做匀速圆周运动，角速度相等，即P=Q，选项A对。
根据圆周运动线速度v=R，P、Q两点到地轴的距离不等，即P、Q两点圆周运动线速度大小不等，选项B错。
Q点到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项C错。
P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用，二者的合力是圆周运动的向心力，我们把与支持力等大反向的平衡力即万有引力的一个分力称为重力，选项D错。
2.选C ，a1=12r，ma1=g=12r。
P轮边缘也恰能静止，g=2R=22r。
R=2r=，A、B;ma=mg，=，C正确，D。
3.选C A、C角速度相等，由a=2R可知aAaC=18。
A、B线速度相等，由a=可知，aAaB=41，所以aAaB∶aC=41∶32，选项C正确。
4.选C 本题联系实际考查圆周运动、向心力知识。
轨道不受侧向挤压时，轨道对列车的作用力就只有弹力，重力和弹力的合力提供向心力，根据向心力公式mgtan =m，得v=，C正确。
5.选AC 绳子拉力提供圆周运动向心力，绳子长度即圆周运动半径。
转速相同即周期和角速度相同，绳子拉力提供向心力即F=ml2，绳子越长向心力越大即绳子拉力越大，越容易断，选项A对B错。
线速度大小相等时，则有向心力即绳子拉力F=，绳子越长拉力越小，越不容易断，C对D错。
6.选AC 对任一小球研究。
设细线与竖直方向的夹角为，竖直方向受力平衡，则Tcos =mg，解得T=。
所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比==，故A正确。
小球所受合力的大小为mgtan ，根据牛顿第二定律得mgtan =mLsin 2，得2=。
两小球Lcos 相等，所以角速度相等，故B错误。
小球所受合力提供向心力，则向心力为F=mgtan ，小球m1和m2的向心力大小之比为：==3，故C正确。
两小球角速度相等，质量相等，由合外力提供向心力，有F=mgtan =mv，则小球m1和m2的线速度大小之比为==3，故D错误。
7.选A v，mg=m;2v，F，2Fcos 30F=mg，A正确。
8.选BC 在光滑圆形管道的最高点，小球的速度可以等于零，A错误，B正确;在ab线以下时，外侧管壁对小球的弹力要提供向心力，而在ab线以上，当速度较小时，小球要挤压内侧管壁，故C正确，D错误。
9.选B 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，与轨道的作用力在竖直方向上，水平方向对轨道无作用力，所以轨道相对于地面没有相对运动趋势，即摩擦力为零;当小滑块的速度v=时，对轨道的压力为零，轨道对地面的压力N=Mg，当小滑块的速度v时，对轨道的压力向上，轨道对地面的压力N(M+m)g，故选项C错误;小滑块在D点时，对轨道的作用力沿水平方向向右，所以轨道对地有向右运动的趋势，地面给轨道向左的摩擦力;竖直上方向对轨道无作用力，所以轨道对地面的压力N=Mg，故选项D错误。
10.选C 物体随圆盘做圆周运动，运动到最低点时最容易滑动，因此物体在最低点且刚好要滑动时的转动角速度为最大值，这时，根据牛顿第二定律可知，mgcos 30-mgsin 30=mr2，求得=1.0 rad/s，C项正确，A、B、D项错误。
11.解析：(1)物品先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动：a=g=2.5 m/s2x1==0.8 mt1==0.8 s之后，物品和传送带一起以速度v做匀速运动，则t2==4.6 s 所以t=t1+t2=5.4 s。
(2)物品在转盘上所受的静摩擦力提供向心力F=m解得：F=2 N。
答案：(1)5.4 s (2)2 N12.解析：(1)物块平抛：h=gt2;t= =0.5 s物块离开滑道时的速度：v==2 m/s拉动物块的加速度，由牛顿第二定律：F-得：a1=8 m/s2撤去外力后，由牛顿第二定律：得：a2=-2 m/s2物块加速获得速度：v1=a1t1=4 m/s则所需滑道的长度L=x1+x2=a1t12+=4 m(2)盘转过一圈时落入，拉力时间最短;盘转过一圈时间：T==1 s;物块在滑道上先加速后减速，最终获得：v=a1t1+a2t2物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系：t1+t2+t=T 由上两式得：t1=0.3 s。
答案：(1)4 m (2)0.3 s圆周运动专题训练及答案的全部内容就是这些，更多试题请持续关注查字典物理网。