圆周运动(提升篇)(Word版 含解析)
物理高一下册 圆周运动(篇)(Word版 含解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,叠放在水平转台上的物体 A 、B 及物体 C 能随转台一起以角速度 ω 匀速转动,A ,B ,C 的质量分别为 3m ,2m ,m ,A 与 B 、B 和 C 与转台间的动摩擦因数都为 μ ,A 和B 、C 离转台中心的距离分别为 r 、1.5r 。
设最大静摩擦力等于 滑动摩擦力,下列说法正确的是(重力加速度为 g )( )A .B 对 A 的摩擦力一定为 3μmg B .B 对 A 的摩擦力一定为 3m ω2rC .转台的角速度需要满足grμωD .转台的角速度需要满足23grμω 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .对A 受力分析,受重力、支持力以及B 对A 的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有()()233f m r m g ωμ=故A 错误,B 正确;CD .由于A 、AB 整体、C 受到的静摩擦力均提供向心力,故对A 有()()233m r m g ωμ对AB 整体有()()23232m m r m m g ωμ++对物体C 有()21.52m r mg ωμ解得grμω故C 错误, D 正确。
故选BD 。
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1522ω=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。
物理高一下册 圆周运动(篇)(Word版 含解析)
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,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。
人教版高一物理下册 圆周运动(篇)(Word版 含解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,两个啮合的齿轮,其中小齿轮半径为10cm ,大齿轮半径为20cm ,大齿轮中C 点离圆心O 2的距离为10cm ,A 、B 两点分别为两个齿轮边缘上的点,则A 、B 、C 三点的( )A .线速度之比是1:1:2B .角速度之比是1:2:2C .向心加速度之比是4:2:1D .转动周期之比是1:2:2 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A .同缘传动时,边缘点的线速度相等v A =v B ①同轴转动时,各点的角速度相等ωB =ωC ②根据v =ωr ③由②③联立代入数据,可得B C 2v v =④由①④联立可得v A :v B :v C =2:2:1A 错误;B .由①③联立代入数据,可得A B :2:1ωω=⑤再由②⑤联立可得A B C ::2:1:1ωωω=⑥B 错误; D .由于2T πω=⑦由⑥⑦联立可得A B C ::1:2:2T T T =D 正确; C .根据2a r ω= ⑧由⑥⑧联立代入数据得A B C ::4:2:1a a a =C 正确。
故选CD 。
2.如图所示,水平的木板B 托着木块A 一起在竖直平面内做圆心为O 的匀速圆周运动,Oa 水平,从最高点b 沿顺时针方向运动到a 点的过程中( )A .B 对A 的支持力越来越大 B .B 对A 的支持力越来越小C .B 对A 的摩擦力越来越小D .B 对A 的摩擦力越来越大 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】由于始终做匀速圆周运动,合力指向圆心,合力大小不变,从最高点b 沿顺时针方向运动到a 点的过程中,合力的水平分量越来越大,竖直向下的分量越来越小,而合力由重力,支持力和摩擦力提供,因此对A 进行受力分析可知,A 受到的摩擦力越来越大,B 对A 的支持力越来越大,因此AD 正确,BC 错误。
故选AD 。
3.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。
高一物理下册 圆周运动(篇)(Word版 含解析)(1)
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BC2.两个质量分别为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。
圆周运动 Word版含解析
课时跟踪检测(十三)圆周运动对点训练:描述圆周运动的物理量1.汽车在公路上行驶时一般不打滑,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,当该型号的轿车在高速公路上匀速行驶时,驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上,可估算出该车轮的转速近似为()A.1 000 r/s B.1 000 r/minC.1 000 r/h D.2 000 r/s解析:选B设经过时间t,轿车匀速行驶的路程x=v t,此过程中轿车轮缘上的某一点转动的路程x′=nt·2πR,其中n为车轮的转速,由x=x′可得:v t=nt·2πR,n=v2πR≈17.7 r/s=1 062 r/min。
B正确。
2.(2017·湖北省重点中学联考)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解析:选A P、Q两物体都是绕地轴做匀速圆周运动,角速度相等,即ωP=ωQ,选项A对;根据圆周运动线速度v=ωR,P、Q两物体做匀速圆周运动的半径不等,即P、Q两物体做圆周运动的线速度大小不等,选项B错;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;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。
3.如图所示,甲、乙两水平圆盘紧靠在一块,甲圆盘为主动轮,乙靠摩擦随甲转动且无滑动。
甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲:r乙=3∶1,两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同,m1距O点为2r,m2距O′点为r,当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时()A .m 1与m 2滑动前的角速度之比ω1∶ω2=3∶1B .m 1与m 2滑动前的向心加速度之比a 1∶a 2=1∶3C .随转速慢慢增加,m 1先开始滑动D .随转速慢慢增加,m 2先开始滑动解析:选D 甲、乙两圆盘边缘上的各点线速度大小相等,有:ω1·3r =ω2·r ,则得ω1∶ω2=1∶3,所以小物体相对盘开始滑动前,m 1与m 2的角速度之比为1∶3,故A 错误;小物体相对盘开始滑动前,根据a =ω2r 得:m 1与m 2的向心加速度之比为a 1∶a 2=(ω12·2r )∶(ω22r )=2∶9,故B 错误;根据μmg =mrω2=ma 知,因a 1∶a 2=2∶9,圆盘和小物体的动摩擦因数相同,可知当转速增加时,m 2先达到临界角速度,所以m 2先开始滑动。
第1节圆周运动能力提升练习(Word版含答案)
2021-2022学年人教版(2019)必修第二册第六章第1节圆周运动能力提升练习一、单选题1.如图所示,风力发电机叶片上有a和b两点,在叶片转动时,a、b的角速度分别为ωa、ωb,线速度大小为va、vb,则()A.ωa<ωb,va=vb B.ωa>ωb,va=vbC.ωa=ωb,va<vb D.ωa=ωb,va>vb2.甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步,乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步,在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度和线速度的大小分别为1 、ω2和v1、v2,则()A.ω1=ω2,v1<v2B.ω1=ω2,v1=v2C.ω1>ω2,v1>v2D.ω1<ω2,v1<v23.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4.两个小球固定在一根长为1m的杆的两端,杆绕O点逆时针旋转,如图所示,当小球A 的速度为3m/s 时,小球B 的速度为12m/s 则小球B 到转轴O 的距离是( )A .0.2mB .0.3mC .0.6mD .0.8m5. 无级变速是在变速范围内任意连续变换速度的变速系统。
如图所示是无级变速模型示意图,主动轮、从动轮中间有一个滚轮,各轮间不打滑,通过滚轮位置改变实现无级变速。
A 、B 为滚轮轴上两点,则( )A .从动轮和主动轮转动方向始终相反B .滚轮在A 处,从动轮转速大于主动轮转速C .滚轮在B 处,从动轮转速大于主动轮转速D .滚轮从A 到B ,从动轮转速先变大后变小6. 两小球固定在一根长为L 的杆的两端,绕杆上的O 点做圆周运动,如图所示。
当小球1的速度为1v 时,小球2的速度为2v ,则O 点到小球2的距离是( )A .112Lv v v + B .212Lv v v + C .()121L v v v + D .()122L v v v +7. “投壶”是我国的一种传统投掷游戏.如图,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度v 1、v 2抛出“箭矢”(可视为质点),都能投入地面上的“壶”内,“箭矢”在空中的运动时间分别为t 1、t 2.忽略空气阻力,则( )A .12t t <B .12t t =C .12v v <D .12v v >8. 以10m/s 的速度水平抛出一物体,不计空气阻力,取g= 10m/s 2,当物体的竖直位移大小为0.8m 时,其水平位移大小为( )A .1.6mB .2mC .4mD .40m9. 下列说法正确的是()A .匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动B .加速度恒定的运动不可能是曲线运动C .若忽略空气阻力,斜抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动D .做圆周运动的物体,如果角速度很大,其线速度不一定大10.硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成,碟片外覆盖有铁磁性材料。
圆周运动(提升篇)(Word版 含解析)
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,叠放在水平转台上的物体 A 、B 及物体 C 能随转台一起以角速度 ω 匀速转动,A ,B ,C 的质量分别为 3m ,2m ,m ,A 与 B 、B 和 C 与转台间的动摩擦因数都为 μ ,A 和B 、C 离转台中心的距离分别为 r 、1.5r 。
设最大静摩擦力等于 滑动摩擦力,下列说法正确的是(重力加速度为 g )( )A .B 对 A 的摩擦力一定为 3μmg B .B 对 A 的摩擦力一定为 3m ω2rC .转台的角速度需要满足grμωD .转台的角速度需要满足23grμω 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .对A 受力分析,受重力、支持力以及B 对A 的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有()()233f m r m g ωμ=故A 错误,B 正确;CD .由于A 、AB 整体、C 受到的静摩擦力均提供向心力,故对A 有()()233m r m g ωμ对AB 整体有()()23232m m r m m g ωμ++对物体C 有()21.52m r mg ωμ解得grμω故C 错误, D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,水平转台上有一个质量为m 的小物块,用长为L 的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上,细绳与竖直转轴的夹角为θ,系统静止时细绳绷直但张力为零.物块与转台间动摩擦因数为μ(<tan μθ),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.物块随转台由静止开始缓慢加速转动,在物块离开转台前( )A .物块对转台的压力大小等于物块的重力B .转台加速转动的过程中物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴C .绳中刚出现拉力时,sin gL μθD cos gL θ【答案】CD 【解析】 【详解】A .当转台达到一定转速后,物块竖直方向受到绳的拉力,重力和支持力,故A 错误;B .转台加速转动的过程中,物块做非匀速圆周运动,故摩擦力不指向圆心,B 错误;C .当绳中刚好要出现拉力时,2sin μmg m ωL θ=故sin gL μωθ=C 正确;D .当物块和转台之间摩擦力为0时,物块开始离开转台,故2tan sin mg m L θωθ=cos gL θ,故D 正确;故选CD 。
高中物理 专题5.7 生活中的圆周运动(讲)(提升版)(含解析)新人教版必修2(2021年最新整理)
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专题5。
7 生活中的圆周运动※知识点一、火车转弯问题1.火车车轮的特点火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。
2.火车弯道的特点弯道处外轨高于内轨,火车在行驶过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。
3.火车转弯的向心力来源火车速度合适时,火车只受重力和支持力作用,火车转弯时所需的向心力完全由支持力和重力的合力来提供.如图所示。
4.轨道轮缘压力与火车速度的关系(1)当火车行驶速率v等于规定速度v0时,内、外轨道对轮缘都没有侧压力。
(2)当火车行驶速度v大于规定速度v0时,火车有离心运动趋势,故外轨道对轮缘有侧压力。
(3)当火车行驶速度v小于规定速度v0时,火车有向心运动趋势,故内轨道对轮缘有侧压力.★特别提醒:汽车、摩托车赛道拐弯处,高速公路转弯处设计成外高内低,也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力,以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。
★思考与讨论1、火车转弯时的运动是圆周运动,分析火车的运动回答下列问题:(1)如果轨道是水平的,火车转弯时受到哪些力的作用?需要的向心力由谁来提供?(2)靠这种方式迫使火车转弯有哪些危害?如何改进?提示:(1)火车受重力、支持力和外轨对火车的弹力,弹力提供火车转弯所需的向心力.(2)由于火车质量很大,转弯时需要的向心力很大,容易造成对外轨的损坏,同时造成火车脱轨.可以把弯道处建成外高内低的斜面,由重力和支撑力的合力提供合心力.2、如图为火车在转弯时的受力分析图,试根据图讨论以下问题:(1)设斜面倾角为θ,转弯半径为R,当火车的速度为多大时铁轨和轮缘间没有弹力,向心力完全由重力与支持力的合力提供?(2)当火车行驶速度v>v0=错误!时,轮缘受哪个轨道的压力?当火车行驶速度v〈v0=错误!时呢?提示:【典型例题】【例题1】有一列重为100 t的火车,以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道,轨道半径为400 m.(取g=10 m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力;(2)若要使火车以此速率通过弯道,且使铁轨受到的侧压力为零,我们可以适当倾斜路基,试计算路基倾斜角度θ的正切值.【答案】(1)105 N (2)0。
物理高一下册 圆周运动(篇)(Word版 含解析)
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。
高中物理 专题5.4 圆周运动(讲)(提升版)(含解析)新人教版必修2
专题5.4 圆周运动※知识点一、线速度 1.定义线速度的大小等于质点通过的弧长Δs 与通过这段弧长所用时间Δt 的比值。
2.公式:s v t∆=∆ 3.方向线速度是矢量,方向与圆弧相切,与半径垂直。
4.匀速圆周运动 (1)定义:沿着圆周,并且线速度的大小处处相等的运动。
(2)性质:线速度的方向是时刻变化的,所以是一种变速运动。
★【思考与讨论】(1)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移相同吗?提示:不一定相同。
做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的位移大小相等,但方向可能不同。
(2)匀速圆周运动的线速度是不变的吗?匀速圆周运动的“匀速”同“匀速直线运动”的“匀速”一样吗?★匀速圆周运动的特点 1.“变”与“不变”描述匀速圆周运动的四个物理量中,角速度、周期和转速恒定不变,线速度是变化的; 2.性质匀速圆周运动中的“匀速”不同于匀速直线运动中的“匀速”,这里的“匀速”是“匀速率”的意思,匀速圆周运动是变速运动。
※知识点二、角速度 1.定义:连接物体与圆心的半径转过的角度与转过这一角度所用时间的比值。
2.公式:ω=ΔθΔt。
3.单位:弧度每秒,符号是rad/s 或r ad•s -1。
4.物理意义用来描述物体沿圆心转动快慢的物理量。
5.转速与周期转速周期定义 物体单位时间内转过的圈数做圆周运动的物体,转过一周所用的时间符号 nT单位转每秒(r/s) 转每分(r/min)秒(s)1.做匀速圆周运动的物体,其角速度不变吗? 提示:匀速圆周运动的角速度大小、方向均保持不变.2.若钟表的指针都做匀速圆周运动,秒针和分针的周期各是多少?角速度之比是多少?提示:秒针的周期T 秒=1 min =60 s ,分针的周期T 分=1 h =3 600 s. 由ω=2πT 得ω秒ω分=T 分T 秒=601.※知识点三、线速度与角速度的关系 1.两者关系在圆周运动中,线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积。
2.关系式:v =ωr 。
圆周运动(提升篇)(Word版 含解析)
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,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。
高中物理人教必修二精练:课时提升作业 三 5.4 圆周运动 Word版含解析
课时提升作业三圆周运动(40分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分)1.(多选)做匀速圆周运动的物体,下列物理量中不变的是( )A.速度B.速率C.周期D.转速【解析】选B、C、D。
速度是矢量,做匀速圆周运动的物体速度方向不断改变;速率、周期、转速都不变,选项B、C、D正确。
【总结提升】匀速圆周运动的特点(1)“变”与“不变”:描述匀速圆周运动的四个物理量中,角速度、周期和转速恒定不变,线速度是变化的。
(2)性质:匀速圆周运动中的“匀速”不同于匀速直线运动中的“匀速”,这里的“匀速”是“匀速率”的意思,匀速圆周运动是变速运动。
2.(多选)A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比s A∶s B=2∶3,转过的角度之比φA∶φB=3∶2,则下列说法正确的是( )A.它们的半径之比R A∶R B=2∶3B.它们的半径之比R A∶R B=4∶9C.它们的周期之比T A∶T B=2∶3D.它们的转速之比n A∶n B=2∶3【解析】选B、C。
A、B两个质点的线速度之比v A∶v B=s A∶s B=2∶3,半径之比R A∶R B=∶=4∶9,A错,B对;周期之比T A∶T B=ωB∶ωA=2∶3,C对;转速之比n A∶n B=φ∶φB=3∶2,D错。
3.(2017·常德高一检测)如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮边缘上的两个点,则偏心轮转动过程中a、b两点( )A.角速度大小相同B.线速度大小相同C.周期大小不同D.转速大小不同【解析】选A。
同轴转动,角速度大小相等,周期、转速都相等,选项A 正确,C、D错误;角速度大小相等,但转动半径不同,根据v=ωr可知,线速度大小不同,选项B错误。
4.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3。
若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为( )A. B. C. D.【解析】选A。
高中物理:圆周运动提升试题及详解、答案
高中物理:圆周运动提升试题及解析、答案一、单选题(本大题共12小题,共36.0分)1.当物体做匀速圆周运动时,以下说法正确的是A. 物体速度保持不变B. 物体加速度保持不变C. 物体所受合外力大小保持不变D. 物体所受合外力为恒力2.关于向心力的说法中错误的是A. 向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,向心力是一个恒力B. 向心力是沿着半径指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的C. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中某个力的分力D. 向心力只改变物体线速度的方向,不可能改变物体线速度的大小3.关于质点做匀速圆周运动的说法,以下正确的是A. 因为,所以向心加速度与转动半径成反比B. 因为,所以向心加速度与转动半径成正比C. 因为,所以角速度与转动半径成反比D. 因为为转速,所以角速度与转速成正比4.关于匀速圆周运动和平抛运动正确的是A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体合力都恒定B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动C. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速曲线运动D. 平抛运动匀变速曲线运动5.如图所示。
小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动。
下列关于A的受力情况说法正确的是A. 受重力、支持力B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C. 受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力D. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力6.如图所示,一个球绕中心轴线以角速度转动,则A. A、B两点的角速度相等B. A、B两点的线速度相等C. 若,则::1D. 若,则::7.如图所示,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,大轮半径是小轮半径的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面不打滑,则A,B两点的角速度之比:为A. 1:2B. 1:4C. 2:1D. 1:18.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时,常常要修建凹形桥,也叫“过水路面”如图所示,汽车通过凹形桥的最低点时A. 车的加速度为零,受力平衡B. 车对桥的压力比汽车的重力大C. 车对桥的压力比汽车的重力小D. 车的速度越大,车对桥面的压力越小9.如图所示,质量相同的A,B两小球用轻质细线悬挂在同一点O,在同一水平面上做匀速圆周运动.则下列说法错误的是A. A的角速度一定比B的角速度大B. A的线速度一定比B的线速度大C. A的加速度一定比B的加速度大D. A所受细线的拉力一定比B所受的细线的拉力大10.所示,质量相等的A、B两物体可视为质点放在圆盘上,到圆心的距离之比是3:2,圆盘绕圆心做匀速圆周运动,两物体相对圆盘静止.则A、B两物体做圆周运动的向心力之比为A. 1:1B. 3:2C. 2:3D. 4:911.如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三个点。
人教版高一下册物理 圆周运动(提升篇)(Word版 含解析)
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。
高中物理 专题5.4 圆周运动(练)(提升版)(含解析)新人教版必修2(2021年最新整理)
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专题5。
4 圆周运动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【答案】B2.甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步,乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步,在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2,则:()A.ω1>ω2,v1>v2B.ω1<ω2,v1<v2C.ω1=ω2,v1<v2D.ω1=ω2,v1=v2【答案】C【解析】由于甲、乙在相同时间内各自跑了一圈,v1=错误!,v2=错误!,v1<v2,由v=rω,得ω=错误!,ω1=错误!=错误!,ω2=错误!,ω1=ω2,故C正确。
3.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4 m/s,转动周期为2 s,则不正确的是:()A 。
角速度为0。
5 rad/sB .转速为0.5 r/sC 。
轨迹半径为错误!mD .加速度大小为4πm/s 2【答案】A 【解析】 由s rad T/2ππω==, A 错;转速s r Tn /5.01==,B 对;轨道半径:m v r πω4==,C 对;加速度大小为:2/4s m v a πω==,D 对.4.如图所示是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r 1的大齿轮,Ⅱ是半径为r 2的小齿轮,Ⅲ是半径为r 3的后轮,假设脚踏板的转速为n ,则自行车前进的速度为: ( )A 。
2020年高考物理6.23 与圆周运动相关的功能问题(提高篇)(含解析)
专题6。
23与圆周运动相关的功能问题(提高篇)一.选择题1.(2019吉林长春四模)(6分)如图所示,两个内壁光滑的圆形管道竖直固定,左侧管道的半径大于右侧管道半径。
两个小球A 、B 分别位于左、右管道上的最高点,A 球的质量小于B 球质量,两球的半径都略小于管道横截面的半径.由于微小的扰动,两个小球由静止开始自由滑下,当它们通过各自管道最低点时,下列说法正确的是( )A .A 球的速率一定等于B 球的速率B .A 球的动能一定等于B 球的动能C .A 球的向心加速度一定等于B 球的向心加速度D .A 球对轨道的压力一定等于B 球对轨道的压力【参考答案】C【命题意图】以小球沿竖直面内内壁光滑的圆形管道的圆周运动为背景,考查动能定理、牛顿运动定律和学生的分析综合能力。
【解题思路】设小球的质量为m,管道半径为R ,由动能定理,则小球下落到最低点时的动能Ek=12mv2=2mgR ,解得速度大小2gR =v 由于竖直面内内壁光滑的圆形管道的半径R 不同,所以A 球的速率大于B 球的速率,A 球的动能大于B 球的动能,选项AB 错误;两球的向心加速度大小24a g R ==v n ,即A 球的向心加速度一定等于B 球的向心加速度,选项C正确;设小球通过各自管道最低点时所受的支持力为FN,由牛顿第二定律FN—mg=man,解得FN=5mg,由牛顿第三定律可知小球对轨道压力大小为FN=FN’=5mg,与小球质量有关,由于A球的质量小于B球质量,所以A球对轨道的压力一定小于B球对轨道的压力,选项D错误。
【规律总结】对于竖直面内的圆周运动,求运动到最高点或最低点的速度,一般运用动能定理列方程求解;计算运动到最高点或最低点受到的弹力,一般运用牛顿第二定律列方程得出。
2.(2018·安徽第三次联考)如图所示,光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成,其中AB段水平,BCDE段为半径为R的四分之三圆弧,圆心O及D点与AB等高,整个轨道固定在竖直平面内,现有一质量为m,初速度v0=错误!的光滑小球水平进入圆管AB,设小球经过轨道交接处无能量损失,圆管孔径远小于R,则(小球直径略小于圆管内径)()A.小球到达C点时的速度大小vC=错误!B.小球能通过E点且抛出后恰好落至B点C.无论小球的初速度v0为多少,小球到达E点时的速度都不能为零D.若将DE轨道拆除,则小球能上升的最大高度与D点相距2R 【参考答案】B【名师解析】对小球从A点至C点过程,由机械能守恒有错误!mv02+mgR=错误!mvC2,解得vC=错误!,选项A错误;对小球从A点至E 点的过程,由机械能守恒有错误!mv02=错误!mvE2+mgR,解得vE=错误!,小球从E点抛出后,由平抛运动规律有x=vEt,R=错误!gt2,解得x=R,则小球恰好落至B点,选项B正确;因为圆管内壁可提供支持力,所以小球到达E点时的速度可以为零,选项C错误;若将DE轨道拆除,设小球能上升的最大高度为h,则有错误!mvD2=mgh,又由机械能守恒可知vD=v0,解得h=54R,选项D错误。
2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册课后提升训练:第六章 1 圆周运动 Word版含解析
第六章圆周运动1圆周运动课后篇巩固提升基础巩固1.如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中()A.笔尖的速率不变B.笔尖做的是匀速运动C.任意相等时间内通过的位移相等解析由线速度定义知,匀速圆周运动的速度大小不变,也就是速率不变,但速度的方向时刻改变,故A正确,B错误;做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等,但位移还要考虑方向,C错误;相同时间内转过角度相同,D错误。
答案A2.(多选)如图所示,在冰上芭蕾舞表演中,演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作,在他将双臂逐渐放下的过程中,他转动的速度会逐渐变快,则它肩上某点随之转动的()A.转速变大B.周期变大D.线速度变大解析转动的速度变快,即转速变大,角速度变大,周期变小,肩上某点距转动圆心的半径r不变,因此线速度也变大。
答案ACD3.(2020海南华侨中学高一上学期期末)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a、b的大、b、c三点共轴,角速度相同,B正确,C错误;a、b、c三点半径不等,所以三点的线速度大小不等,A错误;R a=R b>R c,a、b、c三点角速度相同,故a、b两点的线速度大于c点线速度,D错误。
4.(多选)如图为自行车的传动装置示意图,A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一点,则在此传动装置中()A.B、C两点的线速度相同B.A、B两点的线速度相同C.A、B两点的角速度与对应的半径成正比C两点的线速度与对应的半径成正比,A、B两点的线速度相同,角速度与对应的半径成反比,选项B正确,C错误;小齿轮与后轮是同轴传动,B、C两点的角速度相同,线速度与对应的半径成正比,选项A错误,D正确。
5.(多选)如图所示,静止在地球上的物体都要随地球一起转动,a是位于赤道上的一点,b是位于北纬30°的一点,则下列说法正确的是()A.a、b两点的运动周期都相同B.它们的角速度是不同的C.a、b两点的线速度大小相同D.a、b两点线速度大小之比为2∶√3,地球上各点的周期及角速度都是相同的。
物理高一下册 圆周运动(篇)(Word版 含解析)
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 。
2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册提升训练:第六章 第1节 圆周运动 Word版含解析
第六章圆周运动第1节圆周运动1.圆周运动:把轨迹为错误!圆周或一段错误!圆弧的机械运动称为圆周运动。
2.线速度(1)定义:物体沿圆弧经过某点附近时,一段很短的时间Δt内通过的弧长为Δs,则错误!弧长Δs与错误!时间Δt之比称为线速度的大小,用符号v表示。
(2)定义式:错误!v=错误!。
(3)标矢性:线速度是矢量,错误!切线方向.(4)物理意义:描述做圆周运动的物体在某点时运动的错误!快慢.3.匀速圆周运动(1)定义:沿着圆周,并且线速度的大小错误!处处相等的运动。
(2)性质:线速度的方向是时刻错误!变化的,所以是一种错误!变速运动,“匀速"是指错误!速率不变。
4.角速度(1)定义:物体沿圆弧经过某点附近时,一段很短的时间Δt内半径转过的角为Δθ,则错误!角Δθ与错误!所用时间Δt之比叫作角速度,用符号ω表示。
(2)定义式:错误!ω=错误!.(3)单位:角的单位是错误!弧度,符号是错误!rad,所以角速度的单位是弧度每秒,符号是错误!rad/s或错误!s-1。
(4)物理意义:描述做圆周运动的物体绕圆心错误!转动的快慢。
(5)匀速圆周运动是角速度□,20不变的圆周运动。
5.周期与转速6.线速度与角速度的关系(1)两者关系:在圆周运动中,线速度的大小等于角速度大小与半径的错误!乘积.(2)关系式:v=错误!ωr.典型考点一匀速圆周运动的理解1.(多选)质点做匀速圆周运动,则( )A.在任何相等的时间里,质点的位移都相同B.在任何相等的时间里,质点通过的路程都相等C.在任何相等的时间里,质点运动的平均速度都相同D.在任何相等的时间里,连接质点和圆心的半径转过的角度都相等答案BD解析如图所示,经T4,质点由A到B,再经错误!,质点由B到C,由于线速度大小不变,根据线速度的定义,Δs=v·错误!,所以相等时间内通过的路程相等,B正确;但位移x AB、x BC大小相等,方向并不相同,故平均速度不同,A、C错误;由角速度的定义ω=错误!知Δt相同,Δθ=ωΔt相同,D正确。
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4.如图所示,叠放在水平转台上的物体A、B及物体C能随转台一起以角速度匀速转动,A,B,C的质量分别为3m,2m,m,A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为,A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.B对A的摩擦力一定为3mg
【答案】BC
【解析】
A、三个物体都做匀速圆周运动,角速度相等,向心加速度 ,可见,半径越大,向心加速度越大,所以C物的向心加速度最大,A错误;
B、三个物体的合力都指向圆心,对任意一个受力分析,如图
支持力与重力平衡,由静摩擦力f提供向心力,则得 .
根据题意,
由向心力公式 ,得三个物体所受的静摩擦力分别为:
故C错误,D正确。
故选BD。
5.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 B.受到的摩擦力为
C.受到的摩擦力为μmgD.受到的合力方向斜向左上方
对AB有:
对C有:
解得
,
选项B正确;
C.当 时,
AB需要的向心力为:
解得此时细线的拉力
C需要的向心力为:
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 时,对C有:
剪断细线,则
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。选项D错误。
故选BC。
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 ,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
A.小球在最高点时速度v的最小值为
B.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;
10.如图所示,叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ,A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法正确的是( )
A.B对A的摩擦力一定为3μmg
B.B对A的摩擦力一定为3mω2r
C.转台的角速度可能等于
D.转台的角速度可能等于
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.对A受力分析,受重力、支持力以及B对A的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有
故A错误,B正确;
CD.由于A、AB整体、C受到的静摩擦力均提供向心力,故对A有
对AB整体有
对物体C有
解得
故C正确,D错误。
故选BC。
11.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()
B.在最高点时,若 ,轨道对小球的作用力方向向上,有
可知速度越大,管壁对球的作用力越小;
若 ,轨道对小球的作用力方向向下,有
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。
故选AB。
12.A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们由相同材料制成,A的质量为2m,B、C的质量各为m.如果OA=OB=R,OC=2R,则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动),下述结论中正确的是( )
A.物体A 向心加速度最大
B.B物静摩擦力最小
C.当圆台旋转转速增加时,C比B先开始滑动
D.当圆台旋转转速增加时,A比B先开始滑动
C.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
【答案】BC
【解析】
【详解】
AB.因是在圆形管道内做圆周运动,所以在最高点时,内壁可以给小球沿半径向外的支持力,所以小球通过最高点时的最小速度可以为零.所以选项A错误,B正确;
C.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 ,则有
解得
AB.当 ,小球紧贴圆锥面,则
代入数据整理得
A正确,B错误;
CD.当 ,小球离开锥面,设绳子与竖直方向夹角为 ,则
解得
C.当绳中刚好要出现拉力时,
故 ,C正确;
D.当物块和转台之间摩擦力为0时,物块开始离开转台,故
角速度为 ,故D正确;
故选CD。
9.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
B.小球通过最高点时的最小速度
3.两个质量分别为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 表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
B.B对A的摩擦力一定为3m2r
C.转台的角速度需要满足
D.转台的角速度需要满足
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.对A受力分析,受重力、支持力以及B对A的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有
故A错误,B正确;
CD.由于A、AB整体、C受到的静摩擦力均提供向心力,故对A有
对AB整体有
对物体C有
解得
13.如图所示,b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,BC为圆周运动的直径,竖直平台与b球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时,将a球从切点正上方的A点水平抛出,重力加速度大小为g,从a球水平抛出开始计时,为使b球在运动一周的时间内与a球相遇(a球与水平面接触后不反弹),则下列说法正确的是()
因夹角 逐渐增大, 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 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。
A.a球在C点与b球相遇时,a球的运动时间最短
B.a球在C点与b球相遇时,a球的初始速度最小
C.若a球在C点与b球相遇,则a球抛出时的速率为
B.转台加速转动的过程中物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴
C.绳中刚出现拉力时,转台的角速度为
D.物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】
A.当转台达到一定转速后,物块竖直方向受到绳的拉力,重力和支持力,故A错误;
B.转台加速转动的过程中,物块做非匀速圆周运动,故摩擦力不指向圆心,B错误;
A.当 时,A、B即将开始滑动
B.当 时,细线张力
C.当 时,C受到圆盘的摩擦力为0
D.当 时剪断细线,C将做离心运动
【答案】BC
【解析】
【详解】
A.当A开始滑动时有:
解得:
当 时,AB未发生相对滑动,选项A错误;
B.当 时,以AB为整体,根据 可知
B与转盘之间的最大静摩擦力为:
所以有:
此时细线有张力,设细线的拉力为T,
,
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 ,A、B间摩擦因数为3 ,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( )
,
.
,
故B物受到的静摩擦力最小,B正确;
C、D当ω变大时,所需要的向心力也变大,当达到最大静摩擦力时,物体开始滑动.当转速增加时,A、C所需向心力同步增加,且保持相等.B所需向心力也都增加,A和C所需的向心力与B所需的向心力保持2:1关系.由于B和C受到的最大静摩擦力始终相等,都比A小,所以C先滑动,A和B后同时滑动,C正确;D错误;故选BC.
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据牛顿第二定律
根据牛顿第三定律可知对轨道的压力大小
A正确;
BC.物块受到的摩擦力
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。
6.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( )