湖北江汉油田广华中学下册圆周运动单元培优测试卷
高一物理下册圆周运动单元测试卷(含答案解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,在水平圆盘上放有质量分别为m 、m 、2m 的可视为质点的三个物体A 、B 、C ,圆盘可绕垂直圆盘的中心轴OO '转动.三个物体与圆盘的动摩擦因数均为0.1μ=,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力.三个物体与轴O 共线且OA =OB =BC =r =0.2 m ,现将三个物体用轻质细线相连,保持细线伸直且恰无张力.若圆盘从静止开始转动,角速度极其缓慢地增大,已知重力加速度为g =10 m/s 2,则对于这个过程,下列说法正确的是( )A .A 、B 两个物体同时达到最大静摩擦力 B .B 、C 两个物体的静摩擦力先增大后不变 C .当5/rad s ω>时整体会发生滑动D 2/5/rad s rad s ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间的拉力不断增大 【答案】BC 【解析】ABC 、当圆盘转速增大时,由静摩擦力提供向心力.三个物体的角速度相等,由2F m r ω=可知,因为C 的半径最大,质量最大,故C 所需要的向心力增加最快,最先达到最大静摩擦力,此时2122C mg m r μω= ,计算得出:112.5/20.4grad s rμω=== ,当C 的摩擦力达到最大静摩擦力之后,BC 开始提供拉力,B 的摩擦力增大,达最大静摩擦力后,AB 之间绳开始有力的作用,随着角速度增大,A 的摩擦力将减小到零然后反向增大,当A 与B 的摩擦力也达到最大时,且BC 的拉力大于AB 整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动,此时A 与B 还受到绳的拉力,对C可得:22222T mg m r μω+= ,对AB 整体可得:2T mg μ= ,计算得出:2grμω=当15/0.2grad s rμω>== 时整体会发生滑动,故A 错误,BC 正确; D 、 2.5rad/s 5rad/s?ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间的拉力逐渐增大,故D 错误; 故选BC2.如图所示,水平圆盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A 、B 、C ,质量分别为m 、2m 、3m ,A 叠放在B 上,C 、B 离圆心O 距离分别为2r 、3r 。
湖北江汉油田广华中学下册万有引力与宇宙单元培优测试卷(1)
一、第七章 万有引力与宇宙航行易错题培优(难)1.如图所示,a 、b 、c 是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星,a 和b 质量相等,且小于c 的质量,则( )A .b 所需向心力最小B .b 、c 的周期相同且大于a 的周期C .b 、c 的向心加速度大小相等,且大于a 的向心加速度D .b 、c 的线速度大小相等,且小于a 的线速度 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】A .因卫星运动的向心力是由它们所受的万有引力提供,由2GMmF r =向知,b 所受的引力最小,故A 正确; B .由2222GMm mr mr r T πω⎛⎫== ⎪⎝⎭得32r T GM=,即r 越大,T 越大,所以b 、c 的周期相等且大于a 的周期,B 正确;C .由2GMmma r= 得2GMa r =,即 21a r ∝所以b 、c 的向心加速度大小相等且小于a 的向心加速度,C 错误; D .由22GMm mv r r=得GMv r=,即 v r∝所以b 、c 的线速度大小相等且小于a 的线速度,D 正确。
故选ABD 。
2.如图所示,A 是静止在赤道上的物体,地球自转而做匀速圆周运动。
B 、C 是同一平面内两颗人造卫星,B 位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上,C 是地球同步卫星。
已知第一宇宙速度为v ,物体A 和卫星B 、C 的线速度大小分别为v A 、v B 、v C ,运动周期大小分别为T A 、T B 、T C ,下列关系正确的是( )A .T A =T C <TB B .T A =TC >T B C .v A <v C <v B <vD .v A <v B <v C <v【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .由题意,A 是静止在赤道上的物体,C 是地球同步卫星,故有A C T T =,又由于B 、C 是同一平面内两颗人造卫星,由万有引力提供向心力可知2224Mm G m r r Tπ= 解得234r T GMπ=即轨道半径越大,周期越大,由于C 的轨道半径大于B 的轨道半径,则C B T T <,联立上式,可得T A =T C >T B故A 错误,B 正确;CD .由于B 、C 是同一平面内两颗人造卫星,由万有引力提供向心力可知22Mm v G m r r= 解得GMv r=也就是说,轨道半径越大,线速度越小,故有B C v v >,又因为A 、C 具有相同的周期和角速度,所以有C A v v >,又因为第一宇宙速度是最大的环绕速度,故有B v v >,结合以上分析可知v A <v C <v B <v故C 正确,D 错误。
湖北省武汉市部分市级示范高中下册圆周运动单元测试卷(含答案解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图,质量为m 的物块,沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v ,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )A .滑块对轨道的压力为2v mg m R+B .受到的摩擦力为2v m RμC .受到的摩擦力为μmgD .受到的合力方向斜向左上方【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .根据牛顿第二定律2N v F mg m R-=根据牛顿第三定律可知对轨道的压力大小2NN v F F mg m R'==+ A 正确;BC .物块受到的摩擦力2N ()v f F mg m Rμμ==+BC 错误;D .水平方向合力向左,竖直方向合力向上,因此物块受到的合力方向斜向左上方,D 正确。
故选AD 。
2.如图所示,一个竖直放置半径为R 的光滑圆管,圆管内径很小,有一小球在圆管内做圆周运动,下列叙述中正确的是( )A .小球在最高点时速度v gRB.小球在最高点时速度v由零逐渐增大,圆管壁对小球的弹力先逐渐减小,后逐渐增大C.当小球在水平直径上方运动时,小球对圆管内壁一定有压力D.当小球在水平直径下方运动时,小球对圆管外壁一定有压力【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.小球恰好通过最高点时,小球在最高点的速度为零,选项A错误;<,轨道对小球的作用力方向向上,有B.在最高点时,若v gR2v-=mg N mR可知速度越大,管壁对球的作用力越小;>,轨道对小球的作用力方向向下,有若v gR2v+=N mg mR可知速度越大,管壁对球的弹力越大。
选项B正确;C.当小球在水平直径上方运动,恰好通过最高点时,小球对圆管内外壁均无作用力,选项C错误;D.当小球在水平直径下方运动时,小球受竖直向下的重力,要有指向圆心的向心力,则小球对圆管外壁一定有压力作用,选项D正确。
圆周运动单元培优测试卷
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,用一根长为l =1m 的细线,一端系一质量为m =1kg 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θ=30°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T ,取g=10m/s 2。
则下列说法正确的是( )A .当ω=2rad/s 时,T 3+1)NB .当ω=2rad/s 时,T =4NC .当ω=4rad/s 时,T =16ND .当ω=4rad/s 时,细绳与竖直方向间夹角大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时,设角速度为0ω,则有cos T mg θ=20sin sin T m l θωθ=解得0532rad/s 3ω= AB .当02rad/s<ωω=,小球紧贴圆锥面,则cos sin T N mg θθ+=2sin cos sin T N m l θθωθ-=代入数据整理得(531)N T =A 正确,B 错误;CD .当04rad/s>ωω=,小球离开锥面,设绳子与竖直方向夹角为α,则cos T mg α= 2sin sin T m l αωα=解得16N T =,o 5arccos 458α=>CD 正确。
故选ACD 。
2.如图所示,一个竖直放置半径为R 的光滑圆管,圆管内径很小,有一小球在圆管内做圆周运动,下列叙述中正确的是( )A .小球在最高点时速度v gRB .小球在最高点时速度v 由零逐渐增大,圆管壁对小球的弹力先逐渐减小,后逐渐增大C .当小球在水平直径上方运动时,小球对圆管内壁一定有压力D .当小球在水平直径下方运动时,小球对圆管外壁一定有压力 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .小球恰好通过最高点时,小球在最高点的速度为零,选项A 错误;B .在最高点时,若v gR <2v mg N m R-=可知速度越大,管壁对球的作用力越小; 若v gR >2v N mg m R+=可知速度越大,管壁对球的弹力越大。
湖北江汉油田广华中学下册机械能守恒定律单元培优测试卷
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,一根轻弹簧一端固定于O 点,另一端与可视为质点的小滑块连接,把滑块放在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上的A 点,此时弹簧恰好水平。
将滑块从A 点由静止释放,经B 点到达位于O 点正下方的C 点。
当滑块运动到B 点时弹簧与斜面垂直,且此时弹簧恰好处于原长。
已知OB 的距离为L ,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则滑块由A 运动到C 的过程中( )A .滑块的加速度先减小后增大B .滑块的速度一直在增大C .滑块经过B gLD .滑块经过C 2gL 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .弹簧原长为L ,在A 点不离开斜面,则sin 3()sin c 3300os 0Lk mg L ︒≤-︒︒ 在C 点不离开斜面,则有()cos30cos30cos30Lk L mg -︒≤︒︒从A 点滑至C 点,设弹簧与斜面夹角为α(范围为30°≤α≤90°);从B 点滑至C 点,设弹簧与斜面的夹角为β,则2sin 30cos mg kx ma β︒-=可知下滑过程中加速度一直沿斜面向下且减小,选项A 错误,B 正确; C .从A 点滑到B 点,由机械能守恒可得21cos302p B mgL E mv ︒+=解得2cos30232p p B E E v gL g mg L L m︒+=+=>选项C 正确;D .从A 点滑到C 点,由机械能守恒可得21cos302P C L mgE mv '+=︒解得432222cos303p pCgLE ELv g gLm m'=+>+︒=选项D错误。
故选BC。
2.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x与θ的关系如图乙所示,取g=10m/s2。
高一物理下册 圆周运动单元测试卷附答案
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.两个质量分别为2m 和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 ,a 、b 之间用强度足够大的轻绳相连,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,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )A .a 、b 所受的摩擦力始终相等B .b 比a 先达到最大静摩擦力C .当2kgLω=a 刚要开始滑动 D .当23kgLω=b 所受摩擦力的大小为kmg 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,木块受到的静摩擦力f =mω2r ,则当圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动时,木块b 的最大静摩擦力先达到最大值;在木块b 的摩擦力没有达到最大值前,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,f=mω2r ,a 和b 的质量分别是2m 和m ,而a 与转轴OO ′为L ,b 与转轴OO ′为2L ,所以结果a 和b 受到的摩擦力是相等的;当b 受到的静摩擦力达到最大后,b 受到的摩擦力与绳子的拉力合力提供向心力,即kmg +F =mω2•2L ①而a 受力为f′-F =2mω2L ②联立①②得f′=4mω2L -kmg综合得出,a 、b 受到的摩擦力不是始终相等,故A 错误,B 正确; C .当a 刚要滑动时,有2kmg+kmg =2mω2L +mω2•2L解得34kgLω=选项C 错误;D. 当b 恰好达到最大静摩擦时202kmg m r ω=⋅解得02kgLω=因为32432kg kg kgL L L >>,则23kgLω=时,b 所受摩擦力达到最大值,大小为kmg ,选项D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,可视为质点的、质量为m 的小球,在半径为R 的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是( )A .小球能够到达最高点时的最小速度为0B gRC 5gR 为6mgD .如果小球在最高点时的速度大小为gR ,则此时小球对管道的外壁的作用力为3mg 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】A .圆形管道内壁能支撑小球,小球能够通过最高点时的最小速度为0,选项A 正确,B 错误;C .设最低点时管道对小球的弹力大小为F ,方向竖直向上。
湖北江汉油田广华中学下册期末精选单元培优测试卷
湖北江汉油田广华中学下册期末精选单元培优测试卷一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一根长木杆ab 两端分别固定在水平地面和竖直墙壁aO 上,已知杆与水平地面之间的夹角为θ=53°,a 点到地面的距离为12m 。
从竖直墙壁上距地面8m 的c 点以水平速度v 0射出一颗小石子,小石子运动的轨迹恰好与ab 杆相切(重力加速度g 取10m/s 2,sin53°=0.8,cos53°=0.6),则小石子射出时的水平初速度为( )A .310m/sB .35m/sC .352m/s D .3102m/s 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】将速度和重力都分解到垂直于杆的方向和沿着杆的方向,如图所示在垂直于杆的运动方向上10sin 0.8v v v θ==在垂直于杆的方向的加速度1cos 0.6g g g θ==由题可知,减速到零时的,恰好与杆相碰,则211cos 2v ac g θ=整理得035m/s v =故选B 。
2.如图所示,在固定的斜面上A、B、C、D四点,AB=BC=CD。
三个相同的小球分别从A、B、C三点以v1、v2、v3的水平速度抛出,不计空气阻力,它们同时落在斜面的D点,则下列判断正确的是()A.A球最后才抛出B.C球的初速度最大C.A球离斜面最远距离是C球的三倍D.三个小球落在斜面上速度方向与斜面成30︒斜向右下方【答案】C【解析】【详解】A.设球在竖直方向下降的距离为h,三球水平抛出后,均做平抛运动,据212h gt=可得,球在空中飞行的时间2htg=所以A球在空中飞行时间最长,三球同时落在斜面的D点,所以A球最先抛出,故A项错误;B.设球飞行的水平距离为x,三球水平抛出后,球在水平方向做匀速直线运动,则球的初速度3tan302hx ghvt t︒===C球竖直下降的高度最小,则C球的初速度最小,故B项错误;C.将球的运动分解成垂直于斜面和平行于斜面可得,球在垂直斜面方向的初速度和加速度分别为sin30v v⊥=︒,cos30a g⊥=︒当球离斜面距离最远时,球垂直于斜面的分速度为零,球距离斜面的最远距离222sin30322cos308vvd ha g⊥⊥︒===︒A球在竖直方向下降的距离是C球的三倍,则A球离斜面最远距离是C球的三倍,故C项正确;D.三球水平抛出,最终落在斜面上,则212tan30gtv t=︒设球落在斜面上速度方向与水平面成α角,则00tan yv gtv vα==解得2tan2tan3033α=︒=所以球落在斜面上速度方向与水平面夹角不是60︒,即球落在斜面上速度方向与斜面不是成30︒斜向右下方,故D项错误。
物理高一下册 圆周运动单元达标训练题(Word版 含答案)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,用一根长为l =1m 的细线,一端系一质量为m =1kg 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θ=30°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T ,取g=10m/s 2。
则下列说法正确的是( )A .当ω=2rad/s 时,T 3+1)NB .当ω=2rad/s 时,T =4NC .当ω=4rad/s 时,T =16ND .当ω=4rad/s 时,细绳与竖直方向间夹角大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时,设角速度为0ω,则有cos T mg θ=20sin sin T m l θωθ=解得0532rad/s 3ω= AB .当02rad/s<ωω=,小球紧贴圆锥面,则cos sin T N mg θθ+=2sin cos sin T N m l θθωθ-=代入数据整理得(531)N T =A 正确,B 错误;CD .当04rad/s>ωω=,小球离开锥面,设绳子与竖直方向夹角为α,则cos T mg α= 2sin sin T m l αωα=解得16N T =,o 5arccos 458α=>CD 正确。
故选ACD 。
2.如图所示,水平圆盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A 、B 、C ,质量分别为m 、2m 、3m ,A 叠放在B 上,C 、B 离圆心O 距离分别为2r 、3r 。
C 、B 之间用细线相连,圆盘静止时细线刚好伸直无张力。
已知C 、B 与圆盘间动摩擦因数为μ,A 、B 间摩擦因数为3μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,现让圆盘从静止缓慢加速,则( )A .当23grμω=时,A 、B 即将开始滑动 B .当2grμω=32mgμ C .当grμω=C 受到圆盘的摩擦力为0D .当25grμω=C 将做离心运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 当A 开始滑动时有:2033A f mg m r μω==⋅⋅解得:0grμω=当23ggrrμμω=<AB 未发生相对滑动,选项A 错误;B. 当2ggrrμμω=<时,以AB 为整体,根据2F mr ω向=可知29332F m r mg ωμ⋅⋅=向= B 与转盘之间的最大静摩擦力为:23Bm f m m g mg μμ=+=()所以有:Bm F f >向此时细线有张力,设细线的拉力为T , 对AB 有:2333mg T m r μω+=⋅⋅对C 有:232C f T m r ω+=⋅⋅解得32mg T μ=,32C mgf μ= 选项B 正确;C. 当ω=时,AB 需要的向心力为:2339AB Bm F m r mg T f ωμ'⋅⋅=+==解得此时细线的拉力96Bm T mg f mg μμ'-== C 需要的向心力为:2326C F m r mg ωμ⋅⋅==C 受到细线的拉力恰好等于需要的向心力,所以圆盘对C 的摩擦力一定等于0,选项C 正确;D. 当ω=C 有: 212325C f T m r mg ωμ+=⋅⋅=剪断细线,则1235C Cm f mg f mg μμ=<= 所以C 与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力,则C 仍然做匀速圆周运动。
高一物理下册 圆周运动单元综合测试(Word版 含答案)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,有一可绕竖直中心轴转动的水平足够大圆盘,上面放置劲度系数为k 的弹簧,弹簧的一端固定于轴O 上,另一端连接质量为m 的小物块A (可视为质点),物块与圆盘间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为L ,若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,物块A 始终与圆盘一起转动。
则( )A .当圆盘角速度缓慢地增加,物块受到摩擦力有可能背离圆心B .当圆盘角速度增加到足够大,弹簧将伸长C gLμ D .当弹簧的伸长量为x mg kxmLμ+【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .开始时弹簧未发生形变,物块受到指向圆心的静摩擦力提供圆周运动的向心力;随着圆盘角速度缓慢地增加,当角速度增加到足够大时,物块将做离心运动,受到摩擦力为指向圆心的滑动摩擦力,弹簧将伸长。
在物块与圆盘没有发生滑动的过程中,物块只能有背离圆心的趋势,摩擦力不可能背离圆心,选项A 错误,B 正确;C .设圆盘的角速度为ω0时,物块将开始滑动,此时由最大静摩擦力提供物体所需要的向心力,有20mg mL μω=解得0gLμω=选项C 正确;D .当弹簧的伸长量为x 时,物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力,则有2mg kx m x L μω+=+()解得mg kxm x L μω+=+()选项D 错误。
故选BC 。
2.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物体A 和B ,A 和B 质量都为m .它们分居在圆心两侧,与圆心距离分别为R A =r ,R B =2r ,A 、B 与盘间的动摩擦因数μ相同.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,下列说法正确的是( )A .此时绳子张力为T =3mg μB .此时圆盘的角速度为ω2grμC .此时A 所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D .此时烧断绳子物体A 、B 仍将随盘一块转动 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】C .A 、B 两物体相比,B 物体所需要的向心力较大,当转速增大时,B 先有滑动的趋势,此时B 所受的静摩擦力沿半径指向圆心,A 所受的静摩擦力沿半径背离圆心,故C 正确; AB .当刚要发生相对滑动时,以B 为研究对象,有22T mg mr μω+=以A 为研究对象,有2T mg mr μω-=联立可得3T mg μ=2grμω=故AB 正确;D .若烧断绳子,则A 、B 的向心力都不足,都将做离心运动,故D 错误. 故选ABC.3.如图所示,一个竖直放置半径为R 的光滑圆管,圆管内径很小,有一小球在圆管内做圆周运动,下列叙述中正确的是( )A.小球在最高点时速度v gRB.小球在最高点时速度v由零逐渐增大,圆管壁对小球的弹力先逐渐减小,后逐渐增大C.当小球在水平直径上方运动时,小球对圆管内壁一定有压力D.当小球在水平直径下方运动时,小球对圆管外壁一定有压力【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.小球恰好通过最高点时,小球在最高点的速度为零,选项A错误;<B.在最高点时,若v gR2v-=mg N mR可知速度越大,管壁对球的作用力越小;>若v gR2vN mg m+=R可知速度越大,管壁对球的弹力越大。
高一物理下册 圆周运动单元测试卷 (word版,含解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,有一可绕竖直中心轴转动的水平足够大圆盘,上面放置劲度系数为k 的弹簧,弹簧的一端固定于轴O 上,另一端连接质量为m 的小物块A (可视为质点),物块与圆盘间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为L ,若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,物块A 始终与圆盘一起转动。
则( )A .当圆盘角速度缓慢地增加,物块受到摩擦力有可能背离圆心B .当圆盘角速度增加到足够大,弹簧将伸长C gLμ D .当弹簧的伸长量为x mg kxmLμ+【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .开始时弹簧未发生形变,物块受到指向圆心的静摩擦力提供圆周运动的向心力;随着圆盘角速度缓慢地增加,当角速度增加到足够大时,物块将做离心运动,受到摩擦力为指向圆心的滑动摩擦力,弹簧将伸长。
在物块与圆盘没有发生滑动的过程中,物块只能有背离圆心的趋势,摩擦力不可能背离圆心,选项A 错误,B 正确;C .设圆盘的角速度为ω0时,物块将开始滑动,此时由最大静摩擦力提供物体所需要的向心力,有20mg mL μω=解得0gLμω=选项C 正确;D .当弹簧的伸长量为x 时,物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力,则有2mg kx m x L μω+=+()解得mg kxm x L μω+=+()选项D 错误。
故选BC 。
2.高铁项目的建设加速了国民经济了发展,铁路转弯处的弯道半径r 是根据高速列车的速度决定的。
弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h 的设计与r 和速率v 有关。
下列说法正确的是( )A .r 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的内外轨高度差h 就应该越小B .h 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的转弯半径r 就应该越大C .r 、h 一定,高速列车在弯道处行驶时,速度越小越安全D .高速列车在弯道处行驶时,速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的侧向压力 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】如图所示,两轨道间距离为L 恒定,外轨比内轨高h ,两轨道最高点连线与水平方向的夹角为θ。
高一下册物理 圆周运动单元达标训练题(Word版 含答案)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,水平圆盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A 、B 、C ,质量分别为m 、2m 、3m ,A 叠放在B 上,C 、B 离圆心O 距离分别为2r 、3r 。
C 、B 之间用细线相连,圆盘静止时细线刚好伸直无张力。
已知C 、B 与圆盘间动摩擦因数为μ,A 、B 间摩擦因数为3μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,现让圆盘从静止缓慢加速,则( )A .当23grμω=时,A 、B 即将开始滑动 B .当2grμω=32mgμ C .当grμω=C 受到圆盘的摩擦力为0D .当25grμω=C 将做离心运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 当A 开始滑动时有:2033A f mg m r μω==⋅⋅解得:0grμω=当23ggrrμμω=<AB 未发生相对滑动,选项A 错误;B. 当2ggrrμμω=<时,以AB 为整体,根据2F mr ω向=可知 29332F m r mg ωμ⋅⋅=向= B 与转盘之间的最大静摩擦力为:23Bm f m m g mg μμ=+=()所以有:Bm F f >向此时细线有张力,设细线的拉力为T , 对AB 有:2333mg T m r μω+=⋅⋅对C 有:232C f T m r ω+=⋅⋅解得32mg T μ=,32C mgf μ= 选项B 正确;C. 当ω=时,AB 需要的向心力为:2339AB Bm F m r mg T f ωμ'⋅⋅=+==解得此时细线的拉力96Bm T mg f mg μμ'-== C 需要的向心力为:2326C F m r mg ωμ⋅⋅==C 受到细线的拉力恰好等于需要的向心力,所以圆盘对C 的摩擦力一定等于0,选项C 正确;D. 当ω=C 有: 212325C f T m r mg ωμ+=⋅⋅=剪断细线,则1235C Cm f mg f mg μμ=<= 所以C 与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力,则C 仍然做匀速圆周运动。
人教版高一物理下册 圆周运动单元培优测试卷
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m 的A 、B 两个物块(可视为质点)。
A 和B 距轴心O 的距离分别为r A =R ,r B =2R ,且A 、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m ,两物块A 和B 随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止。
则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是( )A .B 所受合力一直等于A 所受合力 B .A 受到的摩擦力一直指向圆心C .B 受到的摩擦力先增大后不变D .A 、B 两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度ωm =2mf mR【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】当圆盘角速度比较小时,由静摩擦力提供向心力。
两个物块的角速度相等,由2F m r ω=可知半径大的物块B 所受的合力大,需要的向心力增加快,最先达到最大静摩擦力,之后保持不变。
当B 的摩擦力达到最大静摩擦力之后,细线开始提供拉力,根据2m 2T f m R ω+=⋅2A T f m R ω+=可知随着角速度增大,细线的拉力T 增大,A 的摩擦力A f 将减小到零然后反向增大,当A 的摩擦力反向增大到最大,即A m =f f -时,解得m2f mRω=角速度再继续增大,整体会发生滑动。
由以上分析,可知AB 错误,CD 正确。
故选CD 。
2.如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,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 的周期一定大于球B 的周期 B .球A 的角速度一定大于球B 的角速度C .球A 的线速度一定大于球B 的线速度D .球A 对筒壁的压力一定大于球B 对筒壁的压力 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】ABC .对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图:根据牛顿第二定律,有22tan v F mg m mr rθω===解得tan v gr θ=tan g rθω=A 的半径大,则A 的线速度大,角速度小根据2Tπω=知A 球的周期大,选项AC 正确,B 错误; D .因为支持力cos mg N θ=知球A 对筒壁的压力一定等于球B 对筒壁的压力,选项D 错误。
湖北江汉油田广华中学下册抛体运动单元培优测试卷
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A.α的值B.小球的初速度v0C.小球在空中运动时间D.小球初动能【答案】A【解析】【分析】【详解】设初速度v0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A点斜抛至至最高点时,设水平位移为x1,竖直位移为y1,由最高点至碰撞点D的平抛过程Ⅱ中水平位移为x2,竖直位移y2。
A点抛出时:sinxv vβ=(2)10cosyv vβ=(3)2112yvyg=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sinxv vβ=不变,斜面倾角θ=45°,20tan45siny x xv v v vβ===(5)2222yyyg=(6)()22212cos sin2vy y ygββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan90222tanyxvyx vββ==-=(8)由(8)变形化解:211cos sin2tanvx ygβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:2222sin2tan45vx ygβ==(10)()212sin sin cosvx x xgβββ+=+=总(11)=tan45yx∆总故=y x∆总即2sin sin cosβββ-=-(12)由此得1tan3β=19090arctan3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出;故选:A。
2.如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M,C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90︒角),此过程中下述说法中正确的是()A.重物M做匀速直线运动B.重物M先超重后失重C.重物M的最大速度是Lω,此时杆水平D.重物M的速度先减小后增大【答案】B【解析】【分析】【详解】ACD.设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角),由题知C点的线速度为cv Lω=该线速度在绳子方向上的分速度为1v1cosv Lωθ=θ的变化规律是从开始最大(90°)然后逐渐变小,所以1v逐渐变大,直至绳子和杆垂直,θ变为零度,绳子的速度变为最大,为ωL;然后,θ又逐渐增大,1v逐渐变小,绳子的速度变慢。
物理高一下册 圆周运动单元达标训练题(Word版 含答案)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,水平圆盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A 、B 、C ,质量分别为m 、2m 、3m ,A 叠放在B 上,C 、B 离圆心O 距离分别为2r 、3r 。
C 、B 之间用细线相连,圆盘静止时细线刚好伸直无张力。
已知C 、B 与圆盘间动摩擦因数为μ,A 、B 间摩擦因数为3μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,现让圆盘从静止缓慢加速,则( )A .当23grμω=时,A 、B 即将开始滑动 B .当2grμω=32mgμ C .当grμω=C 受到圆盘的摩擦力为0D .当25grμω=C 将做离心运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 当A 开始滑动时有:2033A f mg m r μω==⋅⋅解得:0grμω=当23ggrrμμω=<AB 未发生相对滑动,选项A 错误;B. 当2ggrrμμω=<时,以AB 为整体,根据2F mr ω向=可知 29332F m r mg ωμ⋅⋅=向= B 与转盘之间的最大静摩擦力为:23Bm f m m g mg μμ=+=()所以有:Bm F f >向此时细线有张力,设细线的拉力为T , 对AB 有:2333mg T m r μω+=⋅⋅对C 有:232C f T m r ω+=⋅⋅解得32mg T μ=,32C mgf μ= 选项B 正确;C. 当ω=时,AB 需要的向心力为:2339AB Bm F m r mg T f ωμ'⋅⋅=+==解得此时细线的拉力96Bm T mg f mg μμ'-== C 需要的向心力为:2326C F m r mg ωμ⋅⋅==C 受到细线的拉力恰好等于需要的向心力,所以圆盘对C 的摩擦力一定等于0,选项C 正确;D. 当ω=C 有: 212325C f T m r mg ωμ+=⋅⋅=剪断细线,则1235C Cm f mg f mg μμ=<= 所以C 与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力,则C 仍然做匀速圆周运动。
高一物理下册圆周运动单元测试卷 (word版,含解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,用一根长为l =1m 的细线,一端系一质量为m =1kg 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θ=30°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T ,取g=10m/s 2。
则下列说法正确的是( )A .当ω=2rad/s 时,T 3+1)NB .当ω=2rad/s 时,T =4NC .当ω=4rad/s 时,T =16ND .当ω=4rad/s 时,细绳与竖直方向间夹角大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时,设角速度为0ω,则有cos T mg θ=20sin sin T m l θωθ=解得0532rad/s 3ω= AB .当02rad/s<ωω=,小球紧贴圆锥面,则cos sin T N mg θθ+=2sin cos sin T N m l θθωθ-=代入数据整理得(531)N T =A 正确,B 错误;CD .当04rad/s>ωω=,小球离开锥面,设绳子与竖直方向夹角为α,则cos T mg α= 2sin sin T m l αωα=解得16N T =,o 5arccos 458α=>CD 正确。
故选ACD 。
2.两个质量分别为2m 和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 ,a 、b 之间用强度足够大的轻绳相连,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,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )A .a 、b 所受的摩擦力始终相等B .b 比a 先达到最大静摩擦力C .当2kgLω=a 刚要开始滑动 D .当23kgLω=b 所受摩擦力的大小为kmg 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,木块受到的静摩擦力f =mω2r ,则当圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动时,木块b 的最大静摩擦力先达到最大值;在木块b 的摩擦力没有达到最大值前,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,f=mω2r ,a 和b 的质量分别是2m 和m ,而a 与转轴OO ′为L ,b 与转轴OO ′为2L ,所以结果a 和b 受到的摩擦力是相等的;当b 受到的静摩擦力达到最大后,b 受到的摩擦力与绳子的拉力合力提供向心力,即kmg +F =mω2•2L ①而a 受力为f′-F =2mω2L ②联立①②得f′=4mω2L -kmg综合得出,a 、b 受到的摩擦力不是始终相等,故A 错误,B 正确; C .当a 刚要滑动时,有2kmg+kmg =2mω2L +mω2•2L解得34kgLω=选项C 错误;D. 当b 恰好达到最大静摩擦时202kmg m r ω=⋅解得02kgLω=因为32432kg kg kgL L L >>,则23kgLω=时,b 所受摩擦力达到最大值,大小为kmg ,选项D 正确。
高一物理下册 圆周运动单元测试卷(解析版)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,用一根长为l =1m 的细线,一端系一质量为m =1kg 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θ=30°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T ,取g=10m/s 2。
则下列说法正确的是( )A .当ω=2rad/s 时,T 3+1)NB .当ω=2rad/s 时,T =4NC .当ω=4rad/s 时,T =16ND .当ω=4rad/s 时,细绳与竖直方向间夹角大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时,设角速度为0ω,则有cos T mg θ=20sin sin T m l θωθ=解得0532rad/s 3ω= AB .当02rad/s<ωω=,小球紧贴圆锥面,则cos sin T N mg θθ+=2sin cos sin T N m l θθωθ-=代入数据整理得(531)N T =A 正确,B 错误;CD .当04rad/s>ωω=,小球离开锥面,设绳子与竖直方向夹角为α,则cos T mg α= 2sin sin T m l αωα=解得16N T =,o 5arccos 458α=>CD 正确。
故选ACD 。
2.如图所示,小球A 可视为质点,装置静止时轻质细线AB 水平,轻质细线AC 与竖直方向的夹角37θ︒=,已知小球的质量为m ,细线AC 长L ,B 点距C 点的水平和竖直距离相等。
装置BO 'O 能以任意角速度绕竖直轴O 'O 转动,且小球始终在BO 'O 平面内,那么在ω从零缓慢增大的过程中( )(g 取10m/s 2,sin370.6︒=,cos370.8︒=)A .两细线张力均增大B .细线AB 中张力先变小,后为零,再增大C .细线AC 中张力先不变,后增大D .当AB 中张力为零时,角速度可能为54g L【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】AB .当静止时,受力分析如图所示由平衡条件得T AB =mg tan37°=0.75mg T AC =cos37mg=1.25mg若AB 中的拉力为0,当ω最小时绳AC 与竖直方向夹角θ1=37°,受力分析如图mg tan θ1=m (l sinθ1)ωmin 2得ωmin =54g l当ω最大时,由几何关系可知,绳AC 与竖直方向夹角θ2=53°mg tan θ2=mωmax 2l sin θ2得ωmax 53g l所以ω取值范围为54g l 53g l绳子AB 的拉力都是0。
湖北省部分重点中学下册圆周运动单元检测(提高,Word版 含解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,用一根长为l =1m 的细线,一端系一质量为m =1kg 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θ=30°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T ,取g=10m/s 2。
则下列说法正确的是( )A .当ω=2rad/s 时,T 3+1)NB .当ω=2rad/s 时,T =4NC .当ω=4rad/s 时,T =16ND .当ω=4rad/s 时,细绳与竖直方向间夹角大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时,设角速度为0ω,则有cos T mg θ=20sin sin T m l θωθ=解得0532rad/s 3ω= AB .当02rad/s<ωω=,小球紧贴圆锥面,则cos sin T N mg θθ+=2sin cos sin T N m l θθωθ-=代入数据整理得(531)N T =A 正确,B 错误;CD .当04rad/s>ωω=,小球离开锥面,设绳子与竖直方向夹角为α,则cos T mg α= 2sin sin T m l αωα=解得16N T =,o 5arccos 458α=>CD 正确。
故选ACD 。
2.如图所示,一个边长满足3:4:5的斜面体沿半径方向固定在一水平转盘上,一木块静止在斜面上,斜面和木块之间的动摩擦系数μ=0.5。
若木块能保持在离转盘中心的水平距离为40cm 处相对转盘不动,g =10m/s 2,则转盘转动角速度ω的可能值为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A .1rad/sB .3rad/sC .4rad/sD .9rad/s【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】根据题意可知,斜面体的倾角满足3tan 0.54θμ=>= 即重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,所以角速度为零时,木块不能静止在斜面上;当转动的角速度较小时,木块所受的摩擦力沿斜面向上,当木块恰要向下滑动时11cos sin N f mg θθ+= 2111sin cos N f m r θθω-=又因为滑动摩擦力满足11f N μ=联立解得1522rad/s 11ω=当转动角速度变大,木块恰要向上滑动时22cos sin N f mg θθ=+2222sin cos N f m r θθω+=又因为滑动摩擦力满足22f N μ=联立解得252rad/s ω=综上所述,圆盘转动的角速度满足522rad/s 2rad/s 52rad/s 7rad/s 11ω≈≤≤≈ 故AD 错误,BC 正确。
高一下册圆周运动单元测试卷 (word版,含解析)(1)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图,质量为m 的物块,沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v ,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )A .滑块对轨道的压力为2v mg m R+B .受到的摩擦力为2v m RμC .受到的摩擦力为μmgD .受到的合力方向斜向左上方【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .根据牛顿第二定律2N v F mg m R-=根据牛顿第三定律可知对轨道的压力大小2NN v F F mg m R'==+ A 正确;BC .物块受到的摩擦力2N ()v f F mg m Rμμ==+BC 错误;D .水平方向合力向左,竖直方向合力向上,因此物块受到的合力方向斜向左上方,D 正确。
故选AD 。
2.如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A 和B 放在转盘上,两者用长为L 的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K 倍,A 放在距离转轴L 处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O 1O 2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是( )A .当23KgLω>时,A 、B 相对于转盘会滑动B ω<C .ω在ω<<B 所受摩擦力变大D .ωω<A 所受摩擦力不变 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A .当A 所受的摩擦力达到最大静摩擦力时,A 、B 相对于转盘会滑动,对A 有21Kmg T m L ω-=对B 有212Kmg T m L ω+=⋅解得1ω=当ω>时,A 、B 相对于转盘会滑动,故A 正确; B .当B 达到最大静摩擦力时,绳子开始出现弹力222Kmg m L ω=⋅解得2ω=ω<<B 正确;C .当ω在0ω<<B 所受的摩擦力变大;当ω=时,B 受到的摩擦力达到最大;当ωω<<B 所受摩擦力不变,故C 错误;D .当ω在0ω<<范围内增大时,A 所受摩擦力一直增大,故D 错误。
湖北武汉市第二中学下册圆周运动单元测试卷(含答案解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,水平圆盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A 、B 、C ,质量分别为m 、2m 、3m ,A 叠放在B 上,C 、B 离圆心O 距离分别为2r 、3r 。
C 、B 之间用细线相连,圆盘静止时细线刚好伸直无张力。
已知C 、B 与圆盘间动摩擦因数为μ,A 、B 间摩擦因数为3μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,现让圆盘从静止缓慢加速,则( )A .当23grμω=时,A 、B 即将开始滑动 B .当2grμω=32mgμ C .当grμω=C 受到圆盘的摩擦力为0D .当25grμω=C 将做离心运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 当A 开始滑动时有:2033A f mg m r μω==⋅⋅解得:0grμω=当23ggrrμμω=<AB 未发生相对滑动,选项A 错误;B. 当2ggrrμμω=<时,以AB 为整体,根据2F mr ω向=可知 29332F m r mg ωμ⋅⋅=向= B 与转盘之间的最大静摩擦力为:23Bm f m m g mg μμ=+=()所以有:Bm F f >向此时细线有张力,设细线的拉力为T , 对AB 有:2333mg T m r μω+=⋅⋅对C 有:232C f T m r ω+=⋅⋅解得32mg T μ=,32C mgf μ= 选项B 正确;C. 当ω=时,AB 需要的向心力为:2339AB Bm F m r mg T f ωμ'⋅⋅=+==解得此时细线的拉力96Bm T mg f mg μμ'-== C 需要的向心力为:2326C F m r mg ωμ⋅⋅==C 受到细线的拉力恰好等于需要的向心力,所以圆盘对C 的摩擦力一定等于0,选项C 正确;D. 当ω=C 有: 212325C f T m r mg ωμ+=⋅⋅=剪断细线,则1235C Cm f mg f mg μμ=<= 所以C 与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力,则C 仍然做匀速圆周运动。
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一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,有一可绕竖直中心轴转动的水平足够大圆盘,上面放置劲度系数为k 的弹簧,弹簧的一端固定于轴O 上,另一端连接质量为m 的小物块A (可视为质点),物块与圆盘间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为L ,若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,物块A 始终与圆盘一起转动。
则( )A .当圆盘角速度缓慢地增加,物块受到摩擦力有可能背离圆心B .当圆盘角速度增加到足够大,弹簧将伸长C gLμ D .当弹簧的伸长量为x mg kxmLμ+【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .开始时弹簧未发生形变,物块受到指向圆心的静摩擦力提供圆周运动的向心力;随着圆盘角速度缓慢地增加,当角速度增加到足够大时,物块将做离心运动,受到摩擦力为指向圆心的滑动摩擦力,弹簧将伸长。
在物块与圆盘没有发生滑动的过程中,物块只能有背离圆心的趋势,摩擦力不可能背离圆心,选项A 错误,B 正确;C .设圆盘的角速度为ω0时,物块将开始滑动,此时由最大静摩擦力提供物体所需要的向心力,有20mg mL μω=解得0gLμω=选项C 正确;D .当弹簧的伸长量为x 时,物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力,则有2mg kx m x L μω+=+()解得mg kxm x L μω+=+()选项D 错误。
故选BC 。
2.如图所示,一个边长满足3:4:5的斜面体沿半径方向固定在一水平转盘上,一木块静止在斜面上,斜面和木块之间的动摩擦系数μ=0.5。
若木块能保持在离转盘中心的水平距离为40cm 处相对转盘不动,g =10m/s 2,则转盘转动角速度ω的可能值为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A .1rad/sB .3rad/sC .4rad/sD .9rad/s【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】根据题意可知,斜面体的倾角满足3tan 0.54θμ=>= 即重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,所以角速度为零时,木块不能静止在斜面上;当转动的角速度较小时,木块所受的摩擦力沿斜面向上,当木块恰要向下滑动时11cos sin N f mg θθ+= 2111sin cos N f m r θθω-=又因为滑动摩擦力满足11f N μ=联立解得1522rad/s 11ω=当转动角速度变大,木块恰要向上滑动时22cos sin N f mg θθ=+2222sin cos N f m r θθω+=又因为滑动摩擦力满足22f N μ=联立解得252rad/s ω=综上所述,圆盘转动的角速度满足522rad/s 2rad/s 52rad/s 7rad/s 11ω≈≤≤≈ 故AD 错误,BC 正确。
故选BC 。
3.如图甲所示,半径为R 、内壁光滑的圆形细管竖直放置,一可看成质点的小球在圆管内做圆周运动,当其运动到最高点A 时,小球受到的弹力F 与其过A 点速度平方(即v 2)的关系如图乙所示。
设细管内径略大于小球直径,则下列说法正确的是( )A .当地的重力加速度大小为R bB .该小球的质量为a bR C .当v 2=2b 时,小球在圆管的最高点受到的弹力大小为a D .当0≤v 2<b 时,小球在A 点对圆管的弹力方向竖直向上 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .在最高点,根据牛顿第二定律2mv mg F R-= 整理得2mv F mg R=- 由乙图斜率、截距可知a mg =, m a R b=整理得a m Rb =,b g R= A 错误,B 正确;C .由乙图的对称性可知,当v 2=2b 时F a =-即小球在圆管的最高点受到的弹力大小为a,方向竖直向下,C正确;D.当0≤v2<b时,小球在A点对圆管的弹力方向竖直向下,D错误。
故选BC。
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 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,杆对球的作用力可能随速度增大而增大【答案】AD【解析】【分析】【详解】A.当小球到达最高点弹力为零时,重力提供向心力,有2vmg m=R解得=v gR=A正确;即当速度v gRB.小球通过最高点的最小速度为零,选项B错误;<CD.小球在最高点,若v gR2vmg F m-=R杆的作用力随着速度的增大而减小;>若v gR2v+=mg F mR杆的作用力随着速度增大而增大。
选项C错误,D正确。
故选AD。
5.如图,在竖直平面内固定半径为r的光滑半圆轨道,小球以水平速度v0从轨道外侧面的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、下列说法正确的是( )A .从A 到B 过程,小球沿圆切线方向加速度逐渐增大 B .从A 到B 过程,小球的向心力逐渐增大C .从B 到C 过程,小球做变加速曲线运动D .若从A 点静止下滑,小球能沿圆轨道滑到地面 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】设重力mg 与半径的夹角为θ,对圆弧上的小球受力分析,如图所示A .建立沿径向和切向的直角坐标系,沿切向由牛顿第二定律有sin t mg ma θ=因夹角θ逐渐增大,sin θ增大,则小球沿圆切线方向加速度逐渐增大,故A 正确;B .从A 到B 过程小球加速运动,线速度逐渐增大,由向心力2n v F m r=可知,小球的向心力逐渐增大,故B 正确;C .从B 到C 过程已离开圆弧,在空中只受重力,则加速度恒为g ,做匀变速曲线运动(斜下抛运动),故C 错误;D .若从A 点静止下滑,当下滑到某一位置时斜面的支持力等于零,此时小球会离开圆弧做斜下抛运动而不会沿圆轨道滑到地面,故D 错误。
故选AB 。
6.如图所示,一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内,其中管道半径为R . 现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管里运动,当小球通过最高点时速率为v 0,则下列说法中错误的是A .若0v gR =,则小球对管内壁无压力B .若0v gR >,则小球对管内上壁有压力 C .若00v gR <<,则小球对管内下壁有压力D .不论v 0多大,小球对管内下壁都有压力【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .到达管道的最高点,假设恰好与管壁无作用力.则有:小球仅受重力,由重力提供向心力,即:20v mg m R=得0v gR =所以A 选项是正确的,不符合题意. B .当0v gR >,则小球到达最高点时,有离心的趋势,与内上壁接触,从而受到内上壁向下的压力,所以小球对管内上壁有压力,故B 选项是正确的,不符合题意. C .当00v gR <<,则小球到达最高点时, 有向心的趋势,与内下壁接触,从而受到内下壁的压力.所以C 选项是正确的,不符合题意.D .小球对管内壁的作用力,要从速度大小角度去分析.,若0v gR >,则小球对管内上壁有压力;若00v gR <<,则小球对管内下壁有压力.故D 不正确,符合题意.7.如图所示,长为r 的细杆一端固定一个质量为 m 的小球,使之绕另一光滑端点 O 在竖直面内做圆周运动,小球运动到最高点时的速度 v =4gr , 则下列说法不正确的 是( )A .小球在最高点时对细杆的压力是3mg4B .小球在最高点时对细杆的拉力是mg2C ,小球对细杆的弹力是零D .若小球运动到最高点速度为,小球对细杆的拉力是 3mg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB .在最高点,根据牛顿第二定律得2v mg F m r-=解得34F mg =根据牛顿第三定律知,小球在最高点对细杆的压力为34F mg =,选项A 正确,B 错误; C .在最高点,若细杆弹力为零,根据牛顿第二定律得2v mg m r=解得v选项C 正确;D .若在最高点速度为2v F mg m r+=解得3F mg =选项D 正确。
本题选不正确的,故选B 。
8.修正带是中学生必备的学习用具,其结构如图所示,包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件,大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中,大小齿轮相互吻合,a 、b 点分别位于大小齿轮的边缘,c 点位于大齿轮的半径中点,当纸带匀速走动时( )A .a 、b 点的线速度大小相同B .a 、c 点的线速度大小相同C .b 、c 点的角速度相同D .大小齿轮的转动方向相同 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AD .a 、b 点是同缘传动,边缘点的线速度大小相同,方向相反,即a b v v =A 正确,D 错误;B .a 、c 点是同轴传动,角速度相等,即a c ωω=根据v r ω=知线速度与半径成正比,半径不同,线速度不同,B 错误; C .a b v v =,根据v r ω=知角速度与半径成反比,有12a b b a r r ωω==:::所以22b a c ωωω==C 错误。
故选A 。
9.如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过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,图中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 .①③B .②③C .①②D .②④【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】a 处圆心在上方,合力提供向心力向上,故需有向上的拉力大于向下的重力;b 处合力向下,重力也向下,受力如图:根据牛顿第二定律有21v F mg m R+=当F 1<0,杆对球有推力,向上; 当F 1>0,杆对球有拉力,向下; 当F 1=0,杆对球无作用力。
故杆对球的作用力情况①②都有可能,选项C 正确,ABD 错误。
故选C 。
10.在游乐园质量为m 的人乘坐如图所示的过山车,当过山车从高度释放之后,在竖直平面内通过了一个光滑的圆周轨道(车的轨迹如图所示的虚线),下列说法正确的是( )A .车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人一定会掉下去B .人在最低点时对座位的压力大于mgC .人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D .人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力一定小于mg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .当人与保险带间恰好没有作用力时,由重力提供向心力得2v mg mR=临解得临界速度为v临当速度v≥A错误;B.人在最低点时,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析可知,人处于超重状态,人对座位的压力大于mg,选项B正确;C.在最高点和最低点速度大小不等,根据向心加速度公式2=var可知,人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等,选项C错误;D.当人在最高点的速度v>v=压力为3mg,选项D错误。