高一物理课时跟踪检测(十二) 圆周运动

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高一物理匀速圆周运动试题答案及解析

高一物理匀速圆周运动试题答案及解析

高一物理匀速圆周运动试题答案及解析1.如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。

小球的向心力由以下哪个力提供A.重力B.支持力C.重力和支持力的合力D.重力、支持力和摩擦力的合力【答案】C【解析】小球受到重力和支持力,由于小球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供,故C正确.【考点】考查了向心力2.图中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,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为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()A.ab两点的线速度大小相等B.ab两点的角速度大小相等C.ac两点的线速度大小相等D.ad两点的向心加速度大小相等【答案】CD【解析】由图可看出,a点的线速度等于c点的线速度,而c点的线速度大于b点的线速度,故a点的线速度大于b点的线速度,选项A错误,C正确;设c点的线速度为v,则a点的角速度为,b点的角速度,选项B错误;a点的向心加速度,d点的向心加速度,选项D正确。

【考点】线速度、角速度及向心加速度。

3.如图所示,A、B是两个摩擦传动轮(不打滑),两轮半径大小关系为RA =2RB,则两轮边缘上的( )A.角速度之比ωA :ωB=2:1B.周期之比TA :TB=2:1C.转速之比nA :nB=2:1D.向心加速度之比aA :aB=2:1【答案】B【解析】A、B两轮边缘线速度相同,由公式ɷ=得ωA :ωB=rB:rA=1:2,故选项A错误;由公式T=得,TA :TB=ωB:ωA=2:1,故B正确;由公式n=知,nA:nB=TB:TA=1:2,故选项C错误;由加速度公式a==知aA :aB=rB:rA=1:2,故选项D错误。

【考点】匀速圆周运动的公式4.如图所示,一个圆盘绕轴心O在水平面内匀速转动,圆盘半径R= 0.4m,转动角速度=15rad/s。

高中物理 课时跟踪检测(四)圆周运动 教科版必修2-教科版高一必修2物理试题

高中物理 课时跟踪检测(四)圆周运动 教科版必修2-教科版高一必修2物理试题

课时跟踪检测〔四〕 圆周运动1.对于做匀速圆周运动的物体,如下说法中正确的答案是( ) A .物体可能处于受力平衡状态 B .物体的运动状态可能不发生变化 C .物体的加速度可能等于零 D .物体运动的速率是恒定不变的解析:选D 匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻变化,显然匀速圆周运动是变速运动,具有加速度。

故A 、B 、C 错误,D 对。

2.电脑中用的光盘驱动器采用恒定角速度驱动光盘,光盘上凹凸不平的小坑是存贮数据的。

请问激光头在何处时,电脑读取数据速度较快( )A .内圈B .外圈C .中间位置D .与位置无关解析:选B 光盘做匀速圆周运动,光盘上某点的线速度v =rω,ω恒定,如此r 越大时,v 就越大,因此激光头在光盘外圈时,电脑读取数据速度比拟快。

3.(多项选择)质点做匀速圆周运动时,如下说法中正确的答案是( ) A .因为v =Rω,所以线速度v 与轨道半径R 成正比 B .因为ω=v R,所以角速度ω与轨道半径R 成反比 C .因为ω=2πn ,所以角速度ω与转速n 成正比 D .因为ω=2πT,所以角速度ω与周期T 成反比解析:选CD v =Rω,ω一定时,线速度v 才与轨道半径R 成正比,v 一定时,角速度ω才与R 成反比,A 、B 错误。

ω=2πn =2πT,2π为常数,所以角速度ω与转速n 成正比,与周期T 成反比,C 、D 正确。

4.如图1所示,细杆上固定两个小球a 和b ,杆绕O 点做匀速转动,如下说法正确的答案是( )图1A .a 、b 两球线速度相等B .a 、b 两球角速度相等C .a 球的线速度比b 球的大D .a 球的角速度比b 球的大解析:选B 细杆上固定两个小球a 和b ,杆绕O 点做匀速转动,所以a 、b 属于同轴转动,故两球角速度相等,故B 正确,D 错误;由图可知b 球的转动半径比a 球转动半径大,根据v =rω可知:a 球的线速度比b 球的小,故A 、C 错误。

人教新版高一物理下册练习:圆周运动

人教新版高一物理下册练习:圆周运动

人教新版高一物理下册练习:圆周运动一.选择题(共7小题)1.如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在磁场边界上的M 点放置一个放射源,能在纸面内以速率v向各个方向发射大量的同种粒子,粒子的电荷量为q、质量为m(不计粒子的重力),所有粒子均从某段圆弧边界射出,其圆弧长度为。

下列说法正确的是()A.粒子进入磁场时的速率为B.若粒子入射速率为4v时所有粒子中在磁场中运动的最长时间是C.若粒子入射速率为v时,有粒子射出的边界弧长变为D.将磁感应强度大小改为时,有粒子射出的边界弧长变为2.如图所示,a、b是地球赤道上的两点,b、c是地球表面上不同纬度同一经度上的两点,以下说法中正确的是()A.a、b、c三点的角速度相同B.b、c两点的线速度大小相同C.a、b两点的线速度大小不相同D.b、c两点的角速度不相同3.如图所示,为某种自行车的大齿轮、链条、小齿轮、脚踏板、后轮示意图,在骑行过程中,脚踏板和大齿轮同轴转动,小齿轮和后轮同轴转动,已知大齿轮与小齿轮的半径之比为3:1,后轮与小齿轮半径之比为10:1,当使后轮离开地面,扭动脚蹈板带动后轮一起匀速转动时()A.A、C两点的线速度v A:v c=10:3B.A、B两点的角速度ωA:ωB=3:1C.A、C两点的周期T A:T C=3:1D.A、C两点的向心加速度a A:a C=10:14.在科创活动中,夏明同学展示出如图所示的作品,将一个光滑塑料小球置于内壁光滑的玻璃漏斗形器皿中,快速晃动器皿后,小球会滑动很多很多圈之后才从中间的小孔落出去.如果小球在不同位置的运动都简化成只有水平面内的匀速圆周运动,摩擦阻力忽略不计,则小球在P、Q两点做匀速圆周运动中()A.做匀速圆周运动的圆心均为O点B.做匀速圆周运动的向心力相等C.受到轨道支持力的竖直分量相同D.做匀速圆周运动的角速度大小ωP>ωQ5.两根长度不同的细线上端固定在同一点,下面分别悬挂小球A、B,A的质量小于B的质量,A、B以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两球的相对位置关系正确的是()A.B.C.D.6.绿色出行,自行车是一种不错的选择。

高一物理圆周运动专题训练(附解析)

高一物理圆周运动专题训练(附解析)

高一物理圆周运动专题训练(附解析)高中物理是高中理科(自然科学)基础科目之一,小编准备了高一物理圆周运动专题训练,具体请看以下内容。

一、选择题1.下列有关洗衣机中脱水筒的脱水原理的说法正确的是()A.水滴受离心力作用而背离圆心方向甩出B.水滴受到向心力,由于惯性沿切线方向甩出C.水滴受到的离心力大于它受到的向心力,而沿切线方向甩出D.水滴与衣服间的附着力小于它所需要的向心力,于是水滴沿切线方向甩出2.关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系,下列说法中正确的是()A.内、外轨一样高,以防列车倾倒造成翻车事故B.因为列车在转弯处有向内倾倒的可能,故一般使内轨高于外轨,以防列车翻倒C.外轨比内轨略高,这样可以使列车顺利转弯,减少车轮与铁轨的挤压D.以上说法均不正确3.在世界一级方程式锦标赛中,赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,其原因是()A.是由于赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动方向盘造成的B.是由于赛车行驶到弯道时,没有及时加速造成的C.是由于赛车行驶到弯道时,没有及时减速造成D.是由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的4.在光滑的轨道上,小球滑下经过圆弧部分的最高点A时,恰好不脱离轨道,此时小球受到的作用力是()A.重力、弹力和向心力B.重力和弹力C.重力和向心力D.重力5.用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,正确的说法是()A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B.小球在最高点时绳子的拉力有可能为零C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为0D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球的重力6.在高速公路的拐弯处,路面建造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为,设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v 时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,应等于()A.sin =B.tan =C.sin 2=D.cot =7.长为l的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直面内做圆周运动,关于最高点的速度v,下列说法正确的是()A.v的极小值为B.v由零逐渐增大,向心力也增大C.当v由逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大D.当v由逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐增大二、非选择题8.一根长l=0.625 m的细绳,一端拴一质量m=0.4 kg 的小球,使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动,g取10 m/s2,求:(1)小球通过最高点时的最小速度;(2)若小球以速度v=3.0 m/s通过圆周最高点时,绳对小球的拉力多大?若此时绳突然断了,小球将如何运动?参考答案1.D [根据离心运动的特点知,水滴的离心现象是由于水滴与衣服间的附着力小于水滴运动所需要的向心力,即提供的向心力不足,所以水滴沿切线方向甩出,正确选项为D.]2.C [铁道转弯处外轨比内轨略高,从而使支持力的水平方向分力可提供一部分向心力,以减少车轮与铁轨的挤压避免事故发生,C对,A、B、D错.]3.C [赛车在水平弯道上行驶时,摩擦力提供向心力,而且速度越大,需要的向心力越大,如不及时减速,当摩擦力不足以提供向心力时,赛车就会做离心运动,冲出跑道,故C正确.]4.D [小球在最高点恰好不脱离轨道时,小球受轨道的弹力为零,而重力恰好提供向心力,向心力并不是小球受到的力,而是根据力的作用效果命名的,故D正确,A、B、C均错误.]5.BD [设在最高点小球受的拉力为F1,最低点受到的拉力为F2,当在最高点v1时,则F1+mg=m,即向心力由拉力F1与mg的合力提供,A错;当v1=时,F1=0,B对;v1=为球经过最高点的最小速度,即小球在最高点的速率不可能为0,C 错;在最低点,F2-mg=m,F2=mg+m,所以经最低点时,小球受到绳子的拉力一定大于它的重力,D对.]6.B[当车轮与路面的横向摩擦力等于零时,汽车受力如图所示,则有:Nsin =m,Ncos =mg,解得:tan =,故B正确.]7.BCD [由于是轻杆,即使小球在最高点速度为零,小球也不会掉下来,因此v的极小值是零;v由零逐渐增大,由F=可知,F也增大,B对;当v=时,F==mg,此时杆恰对小球无作用力,向心力只由其自身重力来提供;当v由增大时,则=mg+F?F=m-mg,杆对球的力为拉力,且逐渐增大;当v由减小时,杆对球为支持力.此时,mg-F=,F=mg-,支持力F逐渐增大,杆对球的拉力、支持力都为弹力,所以C、D也对,故选B、C、D.]8.(1)2.5 m/s(2)1.76 N 平抛运动解析(1)小球通过圆周最高点时,受到的重力G=mg必须全部作为向心力F向,否则重力G中的多余部分将把小球拉进圆内,而不能实现沿竖直圆周运动.所以小球通过圆周最高点的条件应为F向mg,当F向=mg时,即小球受到的重力刚好全部作为通过圆周最高点的向心力,绳对小球恰好没有力的作用,此时小球的速度就是通过圆周最高点的最小速度v0,由向心力公式有:mg=m解得:G=mg=mv0== m/s=2.5 m/s.(2)小球通过圆周最高点时,若速度v大于最小速度v0,所需的向心力F向将大于重力G,这时绳对小球要施加拉力F,如图所示,此时有F+mg=m解得:F=m-mg=(0.4-0.410) N=1.76 N若在最高点时绳子突然断了,则提供的向心力mg小于需要的向心力m,小球将沿切线方向飞出做离心运动(实际上是平抛运动).高中是人生中的关键阶段,大家一定要好好把握高中,编辑老师为大家整理的高一物理圆周运动专题训练,希望大家喜欢。

高一物理《圆周运动》六套练习题附答案

高一物理《圆周运动》六套练习题附答案

高一物理《圆周运动》六套练习题附答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN- 2 -匀速圆周运动练习1.一质点做圆周运动,速度处处不为零,则:①任何时刻质点所受的合力一定不为零,②任何时刻质点的加速度一定不为零,③质点速度的大小一定不断变化,④质点速度的方向一定不断变化其中正确的是( )A .①②③B .①②④C .①③④D .②③④2.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速度为v ,则下列说法中正确的是( )①当以速度v 通过此弯路时,火车重力与轨道支持力的合力提供向心力 ②当以速度v 通过此弯路时,火车重力、轨道支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 ③当速度大于v 时,轮缘挤压外轨 ④当速度小于v 时,轮缘挤压外轨A.①③B.①④C.②③D.②④3.如图所示,在皮带传动装置中,主动轮A 和从动轮B 半径不等,皮带与轮之间无相对滑动,则下列说法中正确的是( )A .两轮的角速度相等B .两轮边缘的线速度大小相等C .两轮边缘的向心加速度大小相等D .两轮转动的周期相同4.用细线拴着一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A .小球线速度大小一定时,线越长越容易断B .小球线速度大小一定时,线越短越容易断C .小球角速度一定时,线越长越容易断D .小球角速度一定时,线越短越容易断5.长度为0.5m 的轻质细杆OA ,A 端有一质量为3kg 的小球,以O 点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为2m/s ,取g=10m/s 2,则此时轻杆OA 将( ) A .受到6.0N 的拉力 B .受到6.0N 的压力 C .受到24N 的拉力 D .受到24N 的压力6.滑块相对静止于转盘的水平面上,随盘一起旋转时所需向心力的来源是( )A .滑块的重力B .盘面对滑块的弹力AB- 3 -C .盘面对滑块的静摩擦力D .以上三个力的合力 7.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )A.V A >V BB.ωA >ωBC.a A >a BD.压力N A >N B 8.一个电子钟的秒针角速度为( )A .πrad/sB .2πrad/sC .60πrad/s D .30πrad/s9.甲、乙、丙三个物体,甲放在广州,乙放在上海,丙放在北京.当它们随地球一起转动时,则( )A .甲的角速度最大、乙的线速度最小B .丙的角速度最小、甲的线速度最大C .三个物体的角速度、周期和线速度都相等D .三个物体的角速度、周期一样,丙的线速度最小10.如图所示,细杆的一端与小球相连,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。

高中物理 圆周运动典型例题详解

高中物理    圆周运动典型例题详解

B、作匀速圆周运动的物体,在所受合外力突然消失时,
将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体,它自己会产生一个向心力,
维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体,是因为受到离心力作用的缘故
【例4】以下属于离心现象应用的是( BC ) A、水平抛出去的物体,做平抛运动 B、链球运动员加速旋转到一定的速度后将链球抛开 C、离心干燥器使衣物干燥 D、锤头松了,将锤柄在石头上磕风下就可以把柄安牢
解题感悟
2.两个圆周运动临界问题
v0
v0
杆连球(管通球)模型的临界问题
小球速度 运动情况 弹力的方向
弹力的大小
v=0 平衡状态 竖直向上的支持力
v gr 圆周运动 竖直向上的支持力
FN=mg
FN

mg
m
v2 r
v gr
圆周运动
v gr 圆周运动 指向圆心的拉力
FN

FN=0 mg
m
解题感悟
解决竖直平面内的变速圆周运动问题的关键是掌握两个圆周 运动模型和两个圆周运动临界问题: 1.两种圆周运动模型:
最低点圆周运动模型
最高点圆周运动模型
v0
v0
第四章 曲线运动和万有引力→3圆周运动
(三)考点应用,精讲精析 典型问题三:曲线运动中的动力学问题(四)------竖直平面内的变速圆周运动
例1 下列关于离心现象的说法正确的是( ) A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现 象 B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都 突然消失后,物体将做背离圆心的圆周运动 C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都
突然消失后,物体将沿切线做匀速直线运动 D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都 突然消失后,物体将做曲线运动 【解析】向心力是根据效果命名的,做匀速圆周 运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或 几个力的合力提供的,因此,它并不受向心力的 作用.它之所以产生离心现象是由于F合=Fn<mω2r,

人教版高一下册物理 圆周运动检测题(WORD版含答案)

人教版高一下册物理 圆周运动检测题(WORD版含答案)

一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,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 。

高一物理-圆周运动(讲解及练习)

高一物理-圆周运动(讲解及练习)

圆周运动模块一圆周运动的描述知识导航1.圆周运动的定义质点的运动轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。

2.圆周运动的描述(1)线速度v =∆l∆t(2)角速度ω=∆θ∆t(3)周期T =2π=2πr ωv(4)频率f =1T(5)转速n(6)线速度与角速度的关系v=ωr实战演练【例1】关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系,下面说法中正确的是()A.线速度大的角速度一定大B.线速度大的周期一定小C.角速度大的半径一定小D.角速度大的周期一定小【例2】如图所示,电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪30 次,风扇转轴O 上装有3 个扇叶,它们互成120︒角,当风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇转速可能是()A.600r/min B.900r/min C.1200r/min D.3000r/min模块二常见传动装置知识导航1.共轴传动模型同转动轴的各点加速度ω相等,而线速度v 与转动半径r 呈正比2.皮带传动模型当皮带不打滑时,与传动皮带连接的两轮边缘各点线速度v 大小相等,角速度ω与半径r 呈反比实战演练【例3】如图所示为一皮带传送装置,A、B 分别是两轮边缘上的两点,C处在O1 轮上,且有r A = 2r B = 2r C ,则下列关系正确的有()A.vA =vBC.vA =vCB.ωA =ωBD.ωA =ωC【例4】如图所示为一个皮带传动装置。

右轮的半径为r ,a 是其边缘上的一点。

左轮是一组塔轮,大轮半径为4r ,小轮半径为2r 。

b 点在小轮上,距圆心的距离为r ,c、d 两点分别位于小轮和大轮的边缘上。

假设在传动过程中皮带不打滑,求图中a、b、c、d 各点的线速度之比和角速度之比。

【例5】如图所示,一种向自行车车灯供电的小型发电机的上端有一半径r= 1.0cm 的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘接触。

当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而为发电机提供动力。

自行车车轮的半径R0 = 35.0cm ,小齿轮的半径R1= 4.0cm ,大齿轮的半径R2=10.0cm 。

高一物理圆周运动

高一物理圆周运动

高一物理圆周运动嘿,亲爱的小伙伴们!今天咱们来聊聊高一物理中的圆周运动。

圆周运动呀,简单说就是物体沿着一个圆形轨迹运动。

比如说,咱们常见的摩天轮、旋转木马,那可都是圆周运动的实例呢。

想象一下,一个小球被绳子拴着在平面上做圆周运动,是不是还挺有趣的?圆周运动的几个重要概念1. 线速度线速度就像是物体在圆周运动中跑的快慢。

它等于物体通过的弧长除以所用的时间。

线速度越大,物体在圆周运动中就跑得越快哟。

2. 角速度角速度呢,是描述物体转动快慢的物理量。

它等于角度的变化量除以时间。

就好比一个钟表的指针,角速度决定了它转动的快慢。

3. 周期和频率周期就是物体完成一次圆周运动所用的时间。

频率则是单位时间内完成圆周运动的次数。

它们俩可是一对好兄弟,周期越大,频率就越小,反之亦然。

圆周运动的公式1. 线速度公式:v = l / t (l 是弧长,t 是时间)2. 角速度公式:ω = θ / t (θ 是角度变化量,t 是时间)3. 线速度和角速度的关系:v = ωr (r 是圆周运动的半径)4. 周期和频率的关系:T = 1 / f (T 是周期,f 是频率)圆周运动的实例分析1. 汽车过弯道当汽车过弯道时,如果速度太快,就容易向外甩出去。

这是因为向心力不足,无法维持汽车做圆周运动。

所以呀,在弯道处要适当减速。

2. 水流星表演杂技演员把一个装水的杯子在绳子的牵引下做圆周运动,杯子里的水却不会洒出来。

这是因为向心力足够大,让水和杯子一起做圆周运动。

好啦,小伙伴们,关于高一物理的圆周运动就先聊到这里,希望能让你们对圆周运动有更清楚的认识,加油哦!。

高中物理跟踪训练圆周运动新人教必修

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跟踪训练4 圆周运动[基础达标]1.(多选)质点做匀速圆周运动时( ) A .线速度越大,其转速一定越大 B .角速度大时,其转速一定大C .线速度一定时,半径越大,则周期越长D .无论半径大小如何,角速度越大,则质点的周期一定越长圆周运动的周期T =2πω,与半径无关,且角速度越大,则质点的周期一定越短,D 错误.【答案】 BC2.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 【解析】如图所示,地球绕自转轴转动时,地球上各点的运动周期及角速度都是相同的.地球表面上的物体随地球做圆周运动的平面是物体所在纬度线平面,其圆心分布在整条自转轴上,不同纬度处物体做圆周运动的半径是不同的,只有同一纬度处的物体转动半径相等,线速度的大小才相等.但即使物体的线速度大小相同,方向也各不相同.故B 、C 、D 错误,A 正确.【答案】 A3. (2020·山西师大附中高一检测)如图5­4­6所示是一个玩具陀螺.a 、b 、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( )图5­4­6A .a 、b 、c 三点的线速度大小相等B .a 、b 、c 三点的角速度相等C .a 、b 的角速度比c 的角速度大D .c 的线速度比a 、b 的线速度大【解析】 a 、b 、c 三点的角速度相同,而线速度不同,由v =ωr 得v a =v b >v c ,选项B 正确,选项A 、C 、D 错误.【答案】 B4.(多选)如图5­4­7所示为某一皮带传动装置,主动轮的半径为r 1,从动轮的半径为r 2,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( )图5­4­7A .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r 1r 2 ND .从动轮的转速为r 2r 1n【解析】 根据皮带的缠绕方向知B 正确,由2πnr 1=2πn 2r 2,得n 2=r 1r 2 n ,C 项正确.【答案】 BC5.(2020·台州高一检测)如图5­4­8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 两点的( )图5­4­8A .角速度之比ωA ∶ ωB =1∶ 2 B .角速度之比ωA ∶ ωB =2∶1C .线速度之比v A ∶ v B =1∶ 2D .线速度之比v A ∶ v B =2∶1【解析】 因为A 、B 在同一薄板上,所以ωA =ωB ,故A 、B 选项错误;v A v B =r A r B =12 ,故C 正确,D 错误.【答案】 C6.甲、乙两物体分别做匀速圆周运动,如果它们转动的半径之比为1∶5,线速度之比为3∶2,则下列说法中正确的是( )A .甲、乙两物体的角速度之比是2∶15B .甲、乙两物体的角速度之比是10∶3C .甲、乙两物体的周期之比是2∶15D .甲、乙两物体的周期之比是10∶3【解析】 由v =rω可得ω甲ω乙=v 甲r 甲∶v 乙r 乙=v 甲v 乙×r 乙r 甲=32×51=152;又ω=2πT ,所以T 甲T 乙=ω乙ω甲=215,选项C正确.【答案】 C7. (多选)一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R ,轮胎转动的角速度为ω,关于各点的线速度大小,下列说法正确的是 ( )图5­4­9A .相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度为ωRB .相对于地面,车轴的速度大小为ωRC .相对于地面,轮胎上缘的速度大小为ωRD .相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2ωR【答案】 BD8.一半径为R 的雨伞绕柄以角速度ω匀速旋转,如图5­4­10所示,伞边缘距地面高h ,甩出的水滴在地面上形成一个圆,求此圆半径r 为多少?图5­4­10雨滴做平抛运动,在竖直方向上有h=12gt2在水平方向上有s=vt由几何关系知,雨滴半径r=R2+s2解以上几式得r=R1+2ω2h g.【答案】r=R1+2ω2h g[能力提升]9.如图5­4­11所示,如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动,那么,从它的分针与秒针第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为( )图5­4­11A.5960min B.1 min C.6059min D.6160min【解析】分针与秒针的角速度分别为ω分=2π3 600rad/s,ω秒=2π60rad/s.设两次重合的时间间隔为Δt,因φ分=ω分Δt,φ秒=ω秒Δt,φ秒-φ分=2π,得Δt=2πω秒-ω分=2π2π60-2π3 600s=3 60059s=6059min,故C正确.【答案】 C10.半径为R的大圆盘以角速度ω旋转,如图5­4­12所示.有人站在盘边P点上随盘转动,他想用枪击中在圆盘中心的目标O,若子弹的速度为v0,则( )图5­4­12A.枪应瞄准目标O射去B.枪应向PO的右方偏过角度θ射去,而cos θ=ωR/v0C.枪应向PO的左方偏过角度θ射去,而tan θ=ωR/v0D.枪应向PO的左方偏过角度θ射去,而sin θ=ωR/v0【答案】 D11.(多选)图5­4­13甲为磁带录音机的磁带盒,可简化为图乙所示的传动模型,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,则在倒带的过程中下列说法正确的是( )图5­4­13A.倒带开始时A、B两轮的角速度之比为1∶3B.倒带结束时A、B两轮的角速度之比为1∶3C.倒带过程中磁带的运动速度变大D.倒带过程中磁带的运动速度不变【答案】 BC12.如图5­4­14所示,半径为R 的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动,其正上方h 处沿OB 方向水平抛出一小球,要使球与盘只碰一次,且落点为B ,求小球的初速度和圆盘转动的角速度ω.图5­4­14【解析】 小球做平抛运动,在竖直方向上h =12gt 2,则运动时间t =2h g. 又因为水平位移为R , 所以球的速度v =Rt =R·g 2h. 在时间t 内盘转过的角度 θ=n·2π,又因为θ=ωt,则转盘角速度 ω=n·2πt=2nπg2h (n =1,2,3…). 【答案】 R·g2h2nπg2h (n =1,2,3…)2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.如图所示,正六边形的物体上受四个共点力的作用下保持平衡。

高一物理圆周运动检测题(Word版 含答案)

高一物理圆周运动检测题(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。

高一物理天体的匀速圆周运动模型试题答案及解析

高一物理天体的匀速圆周运动模型试题答案及解析

高一物理天体的匀速圆周运动模型试题答案及解析1. 2013年12月2日,我国成功发射探月卫星“嫦娥三号”,该卫星在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t,月球半径为,月球表面处重力加速度为.(1)请推导出“嫦娥三号”卫星离月球表面高度的表达式;(2)地球和月球的半径之比为,表面重力加速度之比为,试求地球和月球的密度之比.【答案】【解析】(1)由题意知,“嫦娥三号”卫星的周期为(2分)设卫星离月球表面的高度为h,由万有引力提供向心力得:(2分)又:(2分)联立解得:(1分)(2)设星球的密度为,由得(2分)(2分)联立解得:(1分)设地球、月球的密度分别为、,则:(1分)将,代入上式,解得:(1分)【考点】本题考查万有引力定律应用。

2.关于地球的近地卫星和赤道上的物体,下列说法中正确的是()A.近地卫星可以在通过保定地理纬度圈所决定的平面上做匀速圆周运动B.近地卫星和赤道上的物体均处于完全失重状态C.近地卫星和赤道上的物体,因轨道相同故线速度大小相等D.近地卫星比赤道上的物体加速度大【答案】D【解析】考虑到卫星轨道的稳定性,所有卫星的轨道都以地心为圆心,A错误;近地卫星处于完全失重状态但赤道上的物体却不是这样,B错误;近地卫星所受引力等于向心力,而赤道上的物体以引力的一部分提供向心力,线速度大小不相等,由牛顿第二定律知道近地卫星加速度大C错误,D正确。

【考点】本题考查了万有引力与航天知识。

3.2008年9月27日16时30分左右,神七航天员翟志刚出舱活动,中国人实现了首次太空行走.事前采访翟志刚时,他说最担心的便是永远成为太空人.假设翟志刚出舱后和飞船脱离,则翟志刚将做()A.自由落体运动B.平抛运动C.远离地球飞向太空D.继续和飞船一起沿原轨道运转【答案】D【解析】翟志刚出舱后和飞船脱离,则翟志刚和飞船一样都是靠地球的引力继续做圆周运动,根据知道和飞船一起沿原轨道运转,D正确。

【考点】本题考查了万有引力和航天知识。

高一物理描述圆周运动的物理量试题答案及解析

高一物理描述圆周运动的物理量试题答案及解析

高一物理描述圆周运动的物理量试题答案及解析1.物体做匀速圆周运动,关于它的周期的说法中正确的是()A.物体的线速度越大,它的周期越小B.物体的角速度越大,它的周期越小C.物体的运动半径越大,它的周期越大D.物体运动的线速度和半径越大,它的周期越小【答案】B【解析】根据公式可得周期和线速度,半径有关系,所以线速度大了,周期不一定小,半径大了,周期不一定大,A、C、D错误;根据公式可得周期和角速度成反比,角速度越大,周期越小,B正确。

【考点】考查了匀速圆周运动规律的2.如图所示,两轮用皮带传动,皮带不打滑,图中有A、B、C三点,这三点所在处的半径,则以下有关各点线速度v、角速度ω的关系中正确的是A.B.C.D.【答案】 A【解析】试题分析: 同皮带上的点,线速度大小相等,即vA =vB.除圆心外,同轮轴上的点,角速度相等,ωA =ωC,由v=ωr,即有角速度相等时,半径越大,线速度越大,则得vA>vC.线速度相等时,角速度与半径成反比,则得ωA >ωB.所以,故A正确,B、C、D错误【考点】线速度、角速度和周期3.一质点做匀速圆周运动时,圆的半径为r,周期为4 s,那么1 s内质点的位移大小和路程分别是 ().A.r和B.和C.r和r D.r和【答案】D【解析】质点在1 s内转过了圈,画出运动过程的示意图可求出这段时间内的位移为r,路程为,所以选项D正确.4.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度.图2-1-12是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则().A.该车可变换两种不同挡位B.该车可变换四种不同挡位C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA ∶ωD=1∶4D.当A轮与D轮组合时,两轮角速度之比ωA ∶ωD=4∶1【答案】BC【解析】由题意知,A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D连接,又可有两种速度,所以该车可变换4种挡位,选项B对;当A与D组合时,两轮边缘线速度大小相等,A转一圈,D转4圈,即=,选项C对.5.如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮上质量相等的两个质点,则偏心轮转动过程中a、b两质点A.角速度大小相等B.线速度大小相等C.向心加速度大小相等D.向心力大小相等【答案】A【解析】因为a和b都绕O轴转动,所以角速度大小相等,选项A正确;由于ab两点到O点的距离不等,所以两点的线速度不相等,选项B错误;根据,所以向心加速度大小不相等,选项C错误;根据,向心力大小不相等,选项D错误。

高中物理 课时跟踪检测(三)圆周运动 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理试题

高中物理 课时跟踪检测(三)圆周运动 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理试题

课时跟踪检测〔三〕圆周运动1.如下关于匀速圆周运动的说法中,正确的答案是( )A.是线速度不变的运动B.是角速度不变的运动C.是角速度不断变化的运动D.是相对圆心位移不变的运动解析:选B 匀速圆周运动,角速度保持不变,线速度大小保持不变,方向时刻变化,A、C错误,B正确;相对圆心的位移大小不变,方向时刻变化,D错误。

2.(多项选择)关于地球上的物体随地球自转的角速度、线速度的大小,如下说法正确的答案是( )A.在赤道上的物体线速度最大B.在两极的物体线速度最大C.在赤道上的物体角速度最大D.在和广州的物体角速度一样大解析:选AD 地球上的物体随地球一起绕地轴匀速转动,物体相对地面的运动在此一般可忽略,因此物体随地球一起绕地轴匀速转动的角速度一样,由v=ωr知半径大的线速度大。

物体在地球上绕地轴匀速转动时,在赤道上距地轴最远,线速度最大,在两极距地轴为0,线速度为0。

在和广州的物体角速度一样大。

故A、D正确。

3.如图1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,如此偏心轮转动过程中a、b两点( )图1A.角速度大小一样B.线速度大小一样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2所示是自行车传动结构的示意图,其中A是半径为r1的大齿轮,B是半径为r 2的小齿轮,C 是半径为r 3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s ,如此自行车前进的速度为( )图2A.πnr 1r 3r 2B.πnr 2r 3r 1C.2πnr 1r 3r 2D.2πnr 2r 3r 1解析:选C 前进速度即为后轮的线速度,由于同一个轮上的各点的角速度相等,同一条线上的各点的线速度相等,可得ω1r 1=ω2r 2,ω3=ω2,又ω1=2πn ,v =ω3r 3,所以v =2πnr 1r 3r 2。

高一物理圆周运动(含答案)

高一物理圆周运动(含答案)

圆周运动匀速圆周运动1、定义:物体运动轨迹为圆称物体做圆周运动。

2、分类: ⑴匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。

物体在大小恒定而方向总跟速度的方向垂直的外力作用下所做的曲线运动。

注意:这里的合力可以是万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力——绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重力与弹力的合力——锥摆、静摩擦力——水平转盘上的物体等.⑵变速圆周运动:如果物体受到约束,只能沿圆形轨道运动,而速率不断变化——如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动,是变速率圆周运动.合力的方向并不总跟速度方向垂直. 3、描述匀速圆周运动的物理量(1)轨道半径(r ):对于一般曲线运动,可以理解为曲率半径。

(2)线速度(v ):①定义:质点沿圆周运动,质点通过的弧长S 和所用时间t 的比值,叫做匀速圆周运动的线速度。

②定义式:t sv =③线速度是矢量:质点做匀速圆周运动某点线速度的方向就在圆周该点切线方向上,实际上,线速度是速度在曲线运动中的另一称谓,对于匀速圆周运动,线速度的大小等于平均速率。

(3)角速度(ω,又称为圆频率):①定义:质点沿圆周运动,质点和圆心的连线转过的角度跟所用时间的比值叫做匀速圆周运动的角速度。

②大小:T t πϕω2== (φ是t 时间内半径转过的圆心角) ③单位:弧度每秒(rad/s )④物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢(4)周期(T ):做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。

(5)频率(f ,或转速n ):物体在单位时间内完成的圆周运动的次数。

各物理量之间的关系:r t r v f T t rf Tr t s v ωθππθωππ==⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫======2222 注意:计算时,均采用国际单位制,角度的单位采用弧度制。

(6)圆周运动的向心加速度①定义:做匀速圆周运动的物体所具有的指向圆心的加速度叫向心加速度。

高一物理上册圆周运动专项练习答案及解析

高一物理上册圆周运动专项练习答案及解析

高一物理上册圆周运动专项练习一、选择题(1~5题为单选题,6~10题为多选题)1.关于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )A.其速度、角速度不变 B.其加速度的方向始终不变C.向心力的作用是改变物体速度、产生向心加速度 D.向心力是恒力2.小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流,图中A、B、C、D为四处河岸,他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度,你认为冲刷最严重最有可能的是( )A.A处 B.B处 C.C处 D.D处3.如图所示,在逆时针方向(俯视)加速转动的水平圆盘上有一个与转盘相对静止的物体,物体相对于转盘的运动趋势是( )A.无运动趋势 B.沿切线方向C.沿半径方向 D.既不是沿切线方向,也不是沿半径方向4.如图所示,小明正在荡秋干。

关于秋千绳上a、b两点的线速度v和角速度ω的大小,下列关系正确的是( )A.v a=v b B.v a>v bC.ωa=ωb D.ωa>ωb5.圆周运动在生活中处处可见。

下面四幅图用圆周运动知识来描述,其中正确的是( )A.图甲表示荡秋千。

人在竖直平面内做圆周运动,由人受到的重力和绳子的拉力提供向心力B.图乙表示一列拐弯的火车。

火车拐弯时速度越小,对铁路路基磨损就一定越小C.图丙表示一座拱形桥。

若有一车以一定速度安全过桥,桥受到车的压力一定小于车受到的重力D.图丁表示在室内自行车比赛中自行车在水平赛道上做匀速圆周运动。

将运动员和自行车看作一个整体时其受四个力作用6.如图甲所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。

其原理可简化为图乙中所示的模型。

A、B是转动的齿轮边缘的两点,则下列说法中正确的是( ) A.A、B两点的线速度相等B.A、B两点的角速度相等C.A点的周期大于B点的周期D.A点的向心加速度大于B点的向心加速度7.“南昌之星”摩天轮位于江西省南昌市红谷滩新区红角洲赣江边上的赣江市民公园,是南昌市标志性建筑。

该摩天轮总高度为160米,转盘直径为153米,比位于英国泰晤士河边的135米高的“伦敦之眼”摩天轮还要高。

人教版高一物理下册 圆周运动检测题(Word版 含答案)

人教版高一物理下册 圆周运动检测题(Word版 含答案)

一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,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,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。

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课时跟踪检测(十二)圆周运动[A 级——基础小题练熟练快]1.一户外健身器材如图所示,当器材上轮子转动时,轮子上A 、B 两点的()A .转速nB >n AB .周期T B >T AC .线速度v B >v AD .角速度ωB >ωA解析:选CA 、B 两点为同轴转动,所以n A =n B ,T A =T B ,ωA =ωB ,而线速度v =ωr ,所以v B >v A 。

2.(多选)(2019·江苏高考)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。

座舱的质量为m ,运动半径为R ,角速度大小为ω,重力加速度为g ,则座舱()A .运动周期为2πR ωB .线速度的大小为ωRC .受摩天轮作用力的大小始终为mgD .所受合力的大小始终为mω2R解析:选BD 座舱的周期T =2πR v =2πω,A 错。

根据线速度与角速度的关系,v =ωR ,B 对。

座舱做匀速圆周运动,摩天轮对座舱的作用力与重力大小不相等,其合力提供向心力,合力大小为F 合=mω2R ,C 错,D 对。

3.(多选)(2019·齐鲁名校联考)游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目,简化后如图所示。

已知飞椅用钢绳系着,钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘的圆周上。

转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。

稳定后,每根钢绳(含游客)与转轴在同一竖直平面内。

图中P 、Q 两位游客悬于同一个圆周上,P 所在钢绳的长度大于Q 所在钢绳的长度,钢绳与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。

不计钢绳和飞椅的重力。

下列判断正确的是()A .P 、Q 两位游客的线速度大小相同B .无论两位游客的质量分别有多大,θ1一定大于θ2C .如果两位游客的质量相同,则有θ1等于θ2D .如果两位游客的质量相同,则Q 的向心力一定小于P 的向心力解析:选BD 设钢绳延长线与转轴的交点到游客所在水平面的距离为h (这是一个巧妙的参量,将会使推导大为简化——由圆锥摆而受到的启发),钢绳延长线与竖直方向的夹角为θ,由mg tan θ=mω2h tan θ,所以h =g ω2,与游客的质量无关,即h P =h Q (这是一个非常重要的结论)。

而h =L cos θ+r tan θ,其中r 为转盘半径,L 为钢绳的长度,分析可知,L 越大则θ越大,θ1一定大于θ2,选项B 正确,C 错误。

圆周运动的半径为R =r +L sin θ,可得R P >R Q ,根据v =ωR ,则v P >v Q ,选项A 错误。

由向心力公式F n =mω2R 可知,如果两位游客的质量相同,则Q 的向心力一定小于P 的向心力,选项D 正确。

4.(多选)如图所示,半径为R 的内壁光滑的圆管固定在竖直平面内,直径略小于圆管内径的两质量均为m =0.1kg 的小球在圆管内转动,当小球A以v A =2gR 的速度通过最高点时,小球B 刚好以v B =3v A 的速度通过最低点,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度g =10m/s 2。

则下列说法正确的是()A .小球A 在最高点时,对管内壁的压力大小为1NB .小球A 在最高点时,对管外壁的压力大小为1NC .小球B 在最低点时,对管外壁的压力大小为7ND .小球B 在最低点时,对管外壁的压力大小为6N解析:选BC 小球A 在最高点对圆管作用力为零时,由mg =m v 02R,解得v 0=gR 。

由于小球A 在最高点的速度v A >gR ,故小球A 与圆管的外壁有力的作用,则由小球A 所受的合力提供所需向心力得F A +mg =m v A 2R,又v A =2gR ,联立并代入数据解得F A =1N ,由牛顿第三定律可知,此时小球A 对管外壁的压力大小为1N ,A 错误,B 正确。

小球B 在最低点时,受圆管外壁向上的作用力,则由小球B 所受的合力提供所需的向心力得F B -mg =m v B 2R,又v B =3v A ,联立并代入数据解得F B =7N ,由牛顿第三定律可知,此时小球B 对管外壁的压力大小为7N ,C 正确,D 错误。

5.(2019·南通第一次模拟)如图所示,长为L 的细绳,一端拴一质量为m的小球,另一端悬挂在距光滑水平面H 高处(L >H )。

现使小球在水平桌面上以角速度为ω做匀速圆周运动,则小球对桌面的压力为()A .mgB .mg -mω2HC .mg 1-H LD .mgH L 解析:选B 对小球受力分析,如图:根据牛顿第二定律,水平方向:T sin θ=mω2·L sin θ,竖直方向:T cos θ+N =mg ,联立得:N =mg-mω2·L cos θ=mg -mω2H ,根据牛顿第三定律:N ′=N =mg -mω2H ,故B 正确,A 、C 、D 错误。

6.(2019·临沂模拟)如图所示,手持一根长为l 的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r 、角速度为ω的匀速圆周运动,绳始终保持与该圆周相切,绳的另一端系一质量为m 的小木块,木块也在桌面上做匀速圆周运动,不计空气阻力,则()A .木块受重力、桌面的支持力和绳子的拉力作用B .绳的拉力大小为mω2l 2+r 2C .手对木块不做功D .手拉木块做功的功率等于mω3r (l 2+r 2)l解析:选D 木块受重力、桌面的支持力和绳子的拉力、桌面摩擦力作用,故A 错误;手握着细绳做的是匀速圆周运动,所以细绳的另外一端木块做的也是匀速圆周运动,设大圆半径为R ,由图分析可知R =r 2+l 2,设绳中张力为F T ,则F T cos φ=mRω2,cos φ=l R ,故F T =mω2R 2l,所以B 错误;绳子拉力对木块做功,则手的拉力对木块做功,故C 错误;手拉木块做功的功率P =F T v sin φ=mω2R 2l ·ωr =mω3r (r 2+l 2)l,故D 正确。

7.(2019·哈尔滨三中调研)为了探究物体做匀速圆周运动时,向心力与哪些因素有关?某同学进行了如下实验:如图甲所示,绳子的一端拴一个小沙袋,绳上离小沙袋L 处打一个绳结A,2L 处打另一个绳结B 。

请一位同学帮助用秒表计时。

如图乙所示,做了四次体验性操作。

操作1:手握绳结A ,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。

体验此时绳子拉力的大小。

操作2:手握绳结B ,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。

体验此时绳子拉力的大小。

操作3:手握绳结A ,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动2周。

体验此时绳子拉力的大小。

操作4:手握绳结A ,增大沙袋的质量到原来的2倍,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。

体验此时绳子拉力的大小。

(1)操作2与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;(2)操作3与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;(3)操作4与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;(4)总结以上四次体验性操作,可知物体做匀速圆周运动时,向心力大小与________有关。

A .半径B .质量C .周期D .线速度的方向(5)实验中,人体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力________(“是”或“不是”)。

解析:(1)根据F =mrω2知,操作2与操作1相比,操作2的半径大,沙袋质量和角速度相等,知拉力较大的是操作2。

(2)根据F =mrω2知,操作3与操作1相比,操作3沙袋的角速度较大,半径不变,沙袋的质量不变,知操作3的拉力较大。

(3)操作4和操作1比较,半径和角速度不变,沙袋质量变大,根据F =mrω2知,操作4的拉力较大。

(4)由以上四次操作,可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关。

故选A 、B 、C 。

(5)沙袋做圆周运动的向心力是绳子对沙袋的拉力,作用在沙袋上。

而人体验到的绳子的拉力作用在人上,不是同一个力。

答案:(1)操作2(2)操作3(3)操作4(4)ABC(5)不是8.(2019·鞍山调研)用光滑圆管制成如图所示的轨道,竖直立于水平地面上,其中ABC 为圆轨道的一部分,CD 为倾斜直轨道,二者相切于C点。

已知圆轨道的半径R =1m ,倾斜轨道CD 与水平地面的夹角为θ=37°。

现将一小球以一定的初速度从A 点射入圆管,小球直径略小于圆管的直径,取重力加速度g =10m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

求小球通过倾斜轨道CD 的最长时间(结果保留一位有效数字)。

解析:小球通过倾斜轨道时间若最长,则小球到达圆轨道的最高点的速度为0,从最高点到C 点:对小球由动能定理可得:mgh =12m v C 2由几何关系得:h =R -R cos θ小球在CD 段做匀加速直线运动,由位移公式得:L =v C t +12at 2CD 的长度为:L =R (1+cos θ)sin θ对小球利用牛顿第二定律可得:mg sin θ=ma代入数据联立解得:t =0.7s 。

答案:0.7s[B 级——增分题目练通抓牢]9.(2020·长春质检)如图所示,一个菱形框架绕过其对角线的竖直轴匀速转动,在两条边上各套有一个质量均为m 的小球A 、B ,转动过程中两小球相对框架静止,且到竖直轴的距离相等,则下列说法正确的是()A .框架对球A 的弹力方向一定垂直框架向下B .框架对球B 的弹力方向可能垂直框架向下C .球A 与框架间可能没有摩擦力D .球A 、球B 所受的合力大小相等解析:选D 球在水平面内做匀速圆周运动,合外力指向圆心,对A 进行受力分析可知,A 受重力,静摩擦力方向沿框架向上,框架对A 的弹力方向可能垂直框架向下,也可能垂直框架向上,故A 错误。

对B 受力分析可知,要使合力水平向右,框架对B 的弹力方向一定垂直框架向上,故B 错误。

若A 与框架间没有摩擦力,则A 只受重力和框架对A 的弹力,两个力的合力方向不可能水平向左,故C 错误。

A 、B 两球匀速转动的角速度相等,半径也相等,根据F =mω2r ,可知两球的合力大小相等,故D 正确。

10.(2020·宿迁2月调研)如图所示,半径为R 的半球形容器固定在水平转台上,转台绕过容器球心O 的竖直轴线以角速度ω匀速转动。

质量不同的小物块A 、B 随容器转动且相对器壁静止,A 、B 和球心O 点连线与竖直方向的夹角分别为α和β,α>β。

则()A .A 的质量一定小于B 的质量B .A 、B 受到的摩擦力可能同时为零C .若A 不受摩擦力,则B 受沿容器壁向上的摩擦力D .若ω增大,A 、B 受到的摩擦力可能都增大解析:选D 当B 受到的摩擦力恰为零时,受力分析如图;根据牛顿第二定律得:mg tan β=mωB 2R sin β,解得:ωB =g R cos β,同理可得:ωA =g R cos α,物块转动角速度与物块的质量无关,所以无法判断质量的大小;由于α>β,所以ωA >ωB ,即A 、B 受到的摩擦力不可能同时为零;若A 不受摩擦力,此时转台的角速度为ωA >ωB ,则B 物块有向上的运动趋势,所以此时B 受沿容器壁向下的摩擦力;如果转台角速度ω>ωA ,A 和B 受沿容器壁向下的摩擦力,如果角速度增大,A 、B 受到的摩擦力都增大,故只有D 正确。

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