【K12教育学习资料】[学习]2019年高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第3课时

第3课时圆周运动

1.(2018·吉林白山模拟)如图所示,一木块放在圆盘上,圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动,木块和圆盘保持相对静止,那么( B )

A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向沿半径背离圆盘中心

B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向沿半径指向圆盘中心

C.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块运动的方向相反

D.因为木块与圆盘一起做匀速转动,所以它们之间没有摩擦力

解析:木块做匀速圆周运动,其合外力提供向心力,合外力的方向一定指向圆盘中心.因为木块受到的重力和圆盘的支持力均沿竖直方向,所以水平方向上木块一定还受到圆盘对它的摩擦力,方向沿半径指向圆盘中心,选项B正确.

2.(2018·浙江杭州质检)某同学骑自行车经过一段泥泞路后,发现自行车的后轮轮胎侧面上粘附上了一块泥巴,为了把泥巴甩掉,他将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就被甩下来.如图所示,图中a,b,c,d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则( A )

A.泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来

B.泥巴在图中的b,d位置时最容易被甩下来

C.泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来

D.泥巴在a,b,c,d四个位置被甩下来的难易程度是一样的

解析:泥巴做圆周运动,由合力提供向心力,根据F=mω2r知,泥巴在车轮上每一个位置的向心力大小相等,当提供的合力小于向心力时做离心运动,所以能提供的合力越小越容易飞出去.在a点,泥巴所受力的合力等于附着力与重力之差;在b点其合力为重力与附着力之和;在b 和d点合力等于附着力,所以在最低点a时合力最小,最容易飞出去,A正确.

3.(2018·东北三省四市联考)某山地自行车有六个飞轮和三个链轮,链轮和飞轮的齿数如表所示,前后轮半径为30 cm,某人脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度是4 rad/s,则人骑自行车的最大速度为( B )

C.2.4 m/s

D.1.2 m/s

解析:链轮和飞轮的线速度是相等的,所以链轮半径越大,飞轮半径越小,人骑自行车的速度

越大,根据ω链r链=ω飞r飞,==,且ω链=

4 rad/s,解得ω飞飞轮与后轮有共同的角速度,人骑自行车的最大速度为v=ω飞r

=3.84 m/s,选项B正确.

轮

58826087,一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动.在框架上套着两个质量相等的小球A,B,小球A,B到竖直转轴的距离相等,它们与圆形框架保持相对静止.下列说法正确的是( C )

A.小球A的合力小于小球B的合力

B.小球A与框架间可能没有摩擦力

C.小球B与框架间可能没有摩擦力

D.圆形框架以更大的角速度转动,小球B受到的摩擦力一定增大

解析:由于合力提供向心力,依据F n=mrω2,可知两球向心力大小相同,即合力大小相同,故选项A错误;小球A受到的重力和弹力的合力不可能垂直指向OO′轴,故一定存在摩擦力,而B 球的重力和弹力的合力可能垂直指向OO′轴,故B球摩擦力可能为零,故选项B错误,C正确;由于不知道原来B是否受到摩擦力,而无法判定圆形框架以更大的角速度转动时,小球B受到的摩擦力的变化情况,选项D错误.

5.(2018·湖南衡阳质检)如图所示,

度方向为水平方向,槽口与一个半球顶点相切,半球地面为水平,若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑,已知圆弧轨道的半径为R1,半球的半径为R2,则R1和R2应满足的关系是( C )

A.R1≤R2

B.R1≥R2

C.R1

D.R1

解析:小滑块滑至圆弧槽最低点速度设为v,则由动能定理得mgR12,若要使小滑块不沿半

径为R2的半球面下滑,则有mg联立得R1故C正确.

6.(2018·山东聊城模拟)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 )

A.小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零

B.

C.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:因轻杆既可以提供拉力又可以提供支持力,所以在最高点杆所受弹力可以为零,A对;在最高点弹力也可以与重力等大反向,小球最小速度为零,B错;随着速度增大,杆对球的作用力可以增大也可以减小,C,D错.

·广东汕头联考)(多选)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶“太极球”,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将“太极球”简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A,B,C,D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B,D与圆心O等高且在B,D处板与水平面夹角为θ.设球的质量为m,圆周的半径为R,重力加速度为g,不计拍的重力,若运动到最高点时拍与小球之间作用力恰为mg,则( AC )

A.圆周运动的周期为T=π

B.圆周运动的周期为T=2π

C.在B,D处球拍对球的作用力为

D.在B,D

解析:在最高点,根据牛顿第二定律得mg+mg=m解得则圆周运动的周期为

π选项A正确,B错误;球做匀速圆周运动,在B,D处,由于F n=2mg,结合

几何关系得F=,选项C正确,D错误.

8.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 )

B.2mg

C.3mg

D.4mg

解析:当小球到达最高点速率为v时,两段线中张力均为零,则有当小球到达最高点速率为2v时,设每段线中张力大小为T,应有2Tcos 30°,解得mg.

·湖北四地七校联盟)如图所示,一竖直放置、内壁粗糙的圆锥筒绕其中心轴线旋转,角速度为ω0(ω0>0),内壁上有一小物块始终与圆锥保持相对静止,则下列说法正确的是( D )

A.物块不可能受两个力作用

B.物块受到的支持力一定大于重力

C.当角速度从ω0增大时,物块受到的支持力可能减小

D.当角速度从ω0增大时,物块受到的摩擦力可能一直增大

解析:当角速度ω0为某一值,小物块所受重力与支持力的合力可能为向心力,故A错误.当ω0较小时,物体受摩擦力沿筒壁向上,如图1,正交分解列方程有Ncos θ+fsin θ=mg,Nsin θ

-fcos θ由此可解得N,f,可知支持力N不一定大于重力,且ω0增大时,N增大,

f减小.

当ω0较大时,物体受摩擦力沿筒壁向下,如图2,同理可知,随ω0增大,N′增大,f′增大,故B,C错误,D正确.