江西省金溪县第一中学下册圆周运动达标检测卷(Word版 含解析)
高一下册物理 圆周运动检测题(Word版 含答案)
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一、第六章圆周运动易错题培优(难)1.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。
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/s2,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。
高一下册物理 圆周运动检测题(Word版 含答案)
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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。
高一下册物理 圆周运动检测题(Word版 含答案)
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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,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。
江西省重点中学圆周运动综合测试卷(word含答案)
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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。
江西省抚州市金溪一中2023-2024年度下学期期中考试八年级物理试卷(解析版)
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金溪一中2023-2024学年度下学期八年级期中考试物理试题卷说明:1.本卷共有四大题,21小题,全卷满分80分,考试时间80分钟。
2.答案要求写在答题卡上,不得在试题卷上作答,否则不给分。
一、填空题(共16分,每空1分)1. 被誉为“经典力心力学奠基人”的物理学家牛顿总结出:一切物体在____________的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
为纪念他对物理学的贡献,物理学中用他的名字作为____________(填物理量名称)的单位。
【答案】①. 不受外力作用 ②. 力【解析】【详解】[1][2]牛顿是经典力学奠基人,伟大的物理学家,牛顿总结笛卡尔、伽利略等人的研究成果,概括出牛顿第一定律:一切物体在不受外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,为了纪念他对力学做出的杰出贡献,物理学以牛顿的名字命名力的基本单位。
2. 如图所示,将一小球由A 点释放,沿光滑的弧形轨道运动到B 点的过程中小球受______(“平衡力”或“非平衡力”)作用,若到达B 点时小球所受外力突然全部消失,则小球将沿着图中的______轨迹运动(选填“a ”或“b ”或“c ”或“d ”)。
【答案】①. 非平衡力 ②. c【解析】【详解】[1]小球由A 点释放,沿光滑的弧形轨道运动到B 点的过程中小球做曲线运动,所以小球受非平衡力的作用。
[2]小球由A 点释放,沿光滑的弧形轨道运动到B 点时,小球具有一定的速度,方向水平向右。
根据牛顿第一定律可知,运动的物体不受外力作用时,运动状态不会改变,将会以原来的速度和方向继续做匀速直线运动,故小球将沿着图中的c 轨迹运动。
3. 如图所示,用弹簧测力计测一物体所受重力,由图可知,物体所受重力为______N ,如图所示是汽车拉力赛途经的一段“S ”形水平弯道,为了更安全,现场观众应站的位置是图中______。
的【答案】①. 2.4 ②. 乙、丙【解析】【详解】[1]由图知,测力计的分度值为0.2N ,指针指在第12个小格处,所以物体的重力[2]物体由于惯性会保持原来运动状态,当汽车失控时,可能会冲到图中的甲丁位置,因此现场观众应站的位置是图中乙丙。
人教版物理高一下册 圆周运动达标检测(Word版 含解析)
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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。
物理高一下册 圆周运动综合测试卷(word含答案)
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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。
人教版高一物理下册 圆周运动达标检测卷(Word版 含解析)
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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,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 223Kg KgL Lω<C .ω在223Kg KgL Lω<<B 所受摩擦力变大 D .ω223Kg KgL Lω<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123KgLω=当23KgLω>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22KgLω=223Kg KgL Lω<<B 正确;C .当ω在02KgLω<<B 所受的摩擦力变大;当2KgLω=时,B 受到的摩擦力达到最大;当ω在223Kg KgL Lω<<范围内增大时,B 所受摩擦力不变,故C 错误;D .当ω在203KgLω<<范围内增大时,A 所受摩擦力一直增大,故D 错误。
江西省抚州市金溪县第一中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题(原卷版)
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6.如图所示,从甲楼的窗口以大小为v0的初速度斜抛出一个小球,初速度与竖直成37°角,小球打在乙楼竖直墙面时速度与竖直成45°角,(不计阻力,重力加速度为g,sin37°=0.6),则甲乙两楼的间距为()
A. B. C. D.
7.如图,2023年8月27日发生了土星冲日现象,土星冲日是指土星、地球和太阳三者近似排成一条直线,地球位于太阳与土星之间。已知地球和土星绕太阳公转的方向相同,轨迹均近似为圆,土星绕太阳公转周期约30年。下次出现土星冲日现象应该在( )
(2)如若在O点放一点光源S,同时在x轴上某位置固定上一平行于y轴 足够大光屏,则当小球自O点平抛过程中在光屏上的影子做___________运动。
四、解答题(13题12分,14题13分,15题14分)
13.设想嫦娥1号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,飞船发射的月球车在月球软着陆后,自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度 抛出一个小球,测得小球经时间t落回抛出点,已知该月球半径为R,万有引力常量为G,月球质量分布均匀。求:
A.若细绳拉力为零,则 B.若细绳拉力为零,则
C.若圆环对小球的弹力为零,则 D.若圆环对小球的弹力为零,则
10.在如图所示的水平转盘上,沿半径方向放着质量分别为m、2m的两物块A和B(均视为质点),它们用不可伸长的轻质细线相连,与圆心的距离分别为2r、3r,A、B两物块与转盘之间的动摩擦因数分别为 、μ,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。现缓慢加快转盘的转速,当两物块相对转盘将要发生滑动时,保持转盘的转速不变,下列说法正确的是( )
A.2.6×104NB.2.0×104NC.1.4×104ND.3.9×104N
2.如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是()
高一物理下册 圆周运动达标检测(Word版 含解析)
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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。
人教版物理高一下册 圆周运动达标检测卷(Word版 含解析)
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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。
高一下册物理 圆周运动综合测试卷(word含答案)
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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。
人教版高一下册物理 圆周运动达标检测卷(Word版 含解析)
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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。
江西省抚州市金溪一中高一物理下学期第二次月考试卷(含解析)
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江西省抚州市金溪一中高一物理下学期第二次月考试卷(含解析)一、选择题:(共10小题,每小题4分,其中第7、8、9、10小题为多选题,少选得2分)1.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4m/s,转动周期为2s,则下列判断不正确的是()A.角速度为0.5rad/sB.转速为0.5r/sC.轨迹半径为mD.加速度大小为4πm/s22.如图所示,斜轨道与半径为R的半圆轨道平滑连接,点A与半圆轨道最高点C等高,B 为轨道最低点,现让小滑块(可视为质点)从A 点开始以速度?沿斜面向下运动,不计一切摩擦,关于滑块运动情况的分析,正确的是()A.若v≠0,小滑块一定能通过C点,且离开C点后做自由落体运动B.若v0=0,小滑块恰能通过C 点,且离开C点后做平抛运动C.若v0=,小滑块能到达C点,且离开C点后做自由落体运动D.若v0=,小滑块能到达C点,且离开C点后做平抛运动3.登上火星是人类的梦想,“嫦娥之父”欧阳自远透露:中国计划于2020年登陆火星.地球和火星公转视为匀速圆周运动,忽略行星自转影响,根据如表,火星和地球相比()行星半径/m 质量/kg 轨道半径/m地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011A.火星的公转周期较小B.火星做圆周运动的加速度较小C.火星表面的重力加速度较大D.火星的第一宇宙速度较大4.光盘驱动器在读取内圈数据时,以恒定线速度方式读取.而在读取外圈数据时,以恒定角速度的方式读取.设内圈内边缘半径为R1,内圈外边缘半径为R2,外圈外边缘半径为R3.A、B、C分别为内圈内边缘、内圈外边缘和外圈外边缘上的点.则读取内圈上A点时A点的向心加速度大小和读取外圈上C点时,C点的向心加速度大小之比为()A. B. C. D.5.如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,倾斜于水平地面放置,以同样恒定速率v 向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传动带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面的高度皆为H.则在物体从A到B的过程中()A.两种传送带与小物体之间的动摩擦因数相同B.将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能相等C.两种传送带对小物体做功相等D.将小物体传送到B处,两种系统产生的热量相等6.一物块放在如图所示的斜面上,用力F沿斜面向下拉物块,物块沿斜面运动了一段距离,若已知在此过程中,拉力F所做的功为A,斜面对物块的作用力所做的功为B,重力做的功为C,空气阻力做的功为D,其中A、B、C、D的绝对值分别为100J、30J、100J、20J,则物块动能的增量及物块机械能的增量分别为()A.50J 150JB.80J 50JC.200J 50JD.150J 50J7.图(a)中弹丸以一定的初始速度在光滑碗内做复杂的曲线运动,图(b)中的运动员在蹦床上越跳越高.下列说法中正确的是()A.图(a)弹丸在上升的过程中,机械能逐渐增大B.图(a)弹丸在上升的过程中,机械能保持不变C.图(b)中的运动员多次跳跃后,机械能增大D.图(b)中的运动员多次跳跃后,机械能不变8.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P栓接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析正确的是()A.B物体的机械能一直减小B.B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和C.B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D.细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量9.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长,圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C 处的速度为零,AC=h,圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则圆环()A.下滑过程中,加速度一直减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2C.在C处,弹簧的弹性势能为mv2﹣mghD.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度10.质量为2kg的物体,放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示,重力加速度g取10m/s2,则此物体()A.在位移为s=9m时的速度是m/sB.在位移为s=9m时的速度是3m/sC.在OA段运动的加速度是2.5m/s2D.在OA段运动的加速度是1.5m/s2二、实验题:(共16分)11.如图1所示的装置,可用于探究恒力做功与速度变化的关系.水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验首先保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力,再进行后面的操作,并在实验中获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离s.(1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量(填“需要”或“不需要”)(2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d,如图2所示,d= mm(3)某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则对该小车实验要验证的表达式是.12.如图所示,是验证重物自由下落过程中机械能守恒的实验装置.请按要求作答:(1)实验时使重物靠近打点计时器下端,先,后,纸带上打下一系列点.(2)选取一条符合要求的纸带如图所示,标出打下的第一个点O,从纸带的适当位置依此选取相邻的三个点A,B,C,分别测出到O点的距离为x1、x2、x3,已知重物的质量为m,重力加速度为g,打点时间间隔为T,则自开始下落到打下B点的过程中,重物减少的重力势能为= ,增加的动能为= .(3)实验中,利用求得,通过比较与大小,来验证机械能守恒,这种做法是否正确?答:(填“正确”或“不正确)三、计算题:(共54分)13.如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC 的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失).已知圆弧的半径R=0.3m,θ=60°,小球到达A点时的速度 v=4m/s.(取g=10m/s2)求:(1)小球做平抛运动的初速度v0;(2)P点与A点的水平距离和竖直高度;(3)小球到达圆弧最高点C时速度和对轨道的压力.14.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象.现利用这架照相机对MD﹣2000家用汽车的加速性能进行研究,如图所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片,图中的标尺单位为米,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0s.已知该汽车的质量为2000kg,额定功率为72kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1600N.(1)求该汽车加速度的大小.(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间?(3)求汽车所能达到的最大速度.15.如图所示,与水平面夹角为θ=30°的倾斜传送带始终绷紧,传送带下端A点与上端B 点之间的距离为L=4m,传送带以恒定的速率v=2m/s向上运动.现将一质量为1kg的物体无初速度地放于A处,已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=,取g=10m/s2,求:(1)物体从A运动到B共需多少时间?(2)电动机因传送该物体多消耗的电能.16.为登月探测月球,上海航天研制了“月球车”,如图甲所示,某探究性学习小组对“月球车”的性能进行研究,他们让“月球车”在水平地面上由静止开始运动,并将“月球车”运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图乙所示的v﹣t图象,已知0~t1段为过原点的倾斜直线:t1~10s内“月球车”牵引力的功率保持不变,且P=1.2kW,7~10s段为平行F横轴的直线;在10s未停止遥控,让“月球车”自由滑行,“月球车”质量m=100kg,整个过程中“月球车”受到的阻力f大小不变.(1)求“月球车”所受阻力f的大小和“月球车”匀速运动时的速度大小;(2)求“月球车”在加速运动过程中的总位移s;(3)求0~13s内牵引力所做的总功.2015-2016学年江西省抚州市金溪一中高一(下)第二次月考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题:(共10小题,每小题4分,其中第7、8、9、10小题为多选题,少选得2分)1.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4m/s,转动周期为2s,则下列判断不正确的是()A.角速度为0.5rad/sB.转速为0.5r/sC.轨迹半径为mD.加速度大小为4πm/s2【考点】线速度、角速度和周期、转速.【分析】根据角速度与周期的关系求出角速度,由角速度与转速的关系求出转速;加速度等于速度的变化率,匀速圆周运动的加速度等于向心加速度.【解答】解:A、转动周期为2s,则角速度:=πrad/s.故A错误;B、转速:n=r/s.故B正确;C、根据公式:v=ωr得: m.故C正确;D、加速度为a=vω=4×π=4π m/s2;故D正确;本题选择不正确的.故选:A2.如图所示,斜轨道与半径为R的半圆轨道平滑连接,点A与半圆轨道最高点C等高,B 为轨道最低点,现让小滑块(可视为质点)从A 点开始以速度?沿斜面向下运动,不计一切摩擦,关于滑块运动情况的分析,正确的是()A.若v≠0,小滑块一定能通过C点,且离开C点后做自由落体运动B.若v0=0,小滑块恰能通过C 点,且离开C点后做平抛运动C.若v0=,小滑块能到达C点,且离开C点后做自由落体运动D.若v0=,小滑块能到达C点,且离开C点后做平抛运动【考点】平抛运动;自由落体运动.【分析】滑块进入右侧半圆轨道后做圆周运动,由圆周运动的临界条件可知物块能到达C点的临界值;再由机械能守恒定律可得出其在A点的速度.【解答】解:若滑块恰好通过最高点C,由mg=m可得:v C=;根据机械能守恒可知:v A=v C.即若v0<,则滑块无法达到最高点C;若v0≥,则可以通过最高点做平抛运动;由机械能守恒定律可知,A点的速度应大于等于,小滑块能达到C点,且离开后做平抛运动,故ABC错误,D正确;故选:D.3.登上火星是人类的梦想,“嫦娥之父”欧阳自远透露:中国计划于2020年登陆火星.地球和火星公转视为匀速圆周运动,忽略行星自转影响,根据如表,火星和地球相比()行星半径/m 质量/kg 轨道半径/m地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011A.火星的公转周期较小B.火星做圆周运动的加速度较小C.火星表面的重力加速度较大D.火星的第一宇宙速度较大【考点】万有引力定律及其应用;向心力.【分析】根据开普勒第三定律分析公转周期的关系.由万有引力定律和牛顿第二定律结合分析加速度的关系.根据万有引力等于重力,分析星球表面重力加速度的关系.由v=分析第一宇宙速度关系.【解答】解:A、由表格数据知,火星的轨道半径比地球的大,根据开普勒第三定律知,火星的公转周期较大,故A错误.B、对于任一行星,设太阳的质量为M,行星的轨道半径为r.根据G=ma,得加速度 a=,则知火星做圆周运动的加速度较小,故B正确.C、在行星表面,由G=mg,得 g=由表格数据知,火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为=•=×<1故火星表面的重力加速度较小,故C错误.D、设行星的第一宇宙速度为v.则 G=m,得 v=.代入可得火星的第一宇宙速度较小.故D错误.故选:B.4.光盘驱动器在读取内圈数据时,以恒定线速度方式读取.而在读取外圈数据时,以恒定角速度的方式读取.设内圈内边缘半径为R1,内圈外边缘半径为R2,外圈外边缘半径为R3.A、B、C分别为内圈内边缘、内圈外边缘和外圈外边缘上的点.则读取内圈上A点时A点的向心加速度大小和读取外圈上C点时,C点的向心加速度大小之比为()A. B. C. D.【考点】向心力.【分析】抓住读取B点加速度相等,根据读取内圈数据时,以恒定线速度方式读取,求出A、B的向心加速度之比,根据读取外圈数据时,以恒定角速度的方式读取,求出B、C的向心加速度之比,从而得出A、C两点的向心加速度之比.【解答】解:A、B两点的线速度大小相等,根据a=知,A、B两点的向心加速度之比a A:a B=R2:R1.B、C两点的角速度相等,根据a=rω2知,B、C两点的向心加速度之比为a B:a C=R2:R3.则=.故B正确,A、C、D错误.故选:B.5.如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,倾斜于水平地面放置,以同样恒定速率v 向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传动带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面的高度皆为H.则在物体从A到B的过程中()A.两种传送带与小物体之间的动摩擦因数相同B.将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能相等C.两种传送带对小物体做功相等D.将小物体传送到B处,两种系统产生的热量相等【考点】牛顿第二定律;能量守恒定律.【分析】小物块从底端上升到顶端过程与上升到速度达到皮带速度过程不同,动能定理表达式不同.本题的关键是比较两种情况下产生的热量关系,难点在于结合v﹣t图象求出物体位移及相对位移的联系.【解答】解:A、根据v﹣t图象可知物体加速度关系a甲<a乙,再由牛顿第二定律μmgcosθ﹣mgsinθ=ma,μ甲<μ乙,故A错误;D、由摩擦生热Q=fS相对知,Q甲=f1S1=vt1﹣=f1Q乙=f2S2=f2根据牛顿第二定律得f1﹣mgsinθ=ma1=mf2﹣mgsinθ=ma2=m解得:Q甲=mgH+mv2,Q乙=mg(H﹣h)+mv2,Q甲>Q乙,故D错误;B、根据能量守恒定律,电动机消耗的电能E电等于摩擦产生的热量Q与物块增加机械能的和,因物块两次从A到B增加的机械能相同,Q甲>Q乙,所以将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能甲更多,故B错误;C、传送带对小物体做功等于小物块的机械能的增加量,动能增加量相等,重力势能的增加量也相同,故两种传送带对小物体做功相等,故C正确;故选C.6.一物块放在如图所示的斜面上,用力F沿斜面向下拉物块,物块沿斜面运动了一段距离,若已知在此过程中,拉力F所做的功为A,斜面对物块的作用力所做的功为B,重力做的功为C,空气阻力做的功为D,其中A、B、C、D的绝对值分别为100J、30J、100J、20J,则物块动能的增量及物块机械能的增量分别为()A.50J 150JB.80J 50JC.200J 50JD.150J 50J【考点】功能关系;机械能守恒定律.【分析】由动能定理:动能的改变量等于合外力所做的功;可求动能的增量;机械能的增量等于除重力以外其余力做功的总和.【解答】解:物体向下运动过程中,由动能定理可得:A+B+C+D=△E K,即:100+(﹣30)+100+(﹣20)=△E K,解得:△E K=150J;机械能的增量为:△E=A+B+D=100+(﹣30)+(﹣20)=50J.故ABC错误,D正确.故选:D.7.图(a)中弹丸以一定的初始速度在光滑碗内做复杂的曲线运动,图(b)中的运动员在蹦床上越跳越高.下列说法中正确的是()A.图(a)弹丸在上升的过程中,机械能逐渐增大B.图(a)弹丸在上升的过程中,机械能保持不变C.图(b)中的运动员多次跳跃后,机械能增大D.图(b)中的运动员多次跳跃后,机械能不变【考点】机械能守恒定律.【分析】系统机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力做功,根据此条件即可判断.【解答】解:A、图(a)弹丸在上升的过程中,只有重力做功,机械能守恒,故A错误,B 正确;C、图(b)中的运动员多次跳跃的过程中,运动员和蹦床组成的系统机械能守恒,对运动员进行研究可知,运动员越跳越高,说明运动员的机械能越来越大,故C正确,D错误.故选BC8.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P栓接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析正确的是()A.B物体的机械能一直减小B.B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和C.B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D.细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量【考点】机械能守恒定律.【分析】正确解答该题要分析清楚过程中物体受力的变化情况,各个力做功清理;根据功能关系明确系统动能、B重力势能、弹簧弹性势能等能量的变化情况,注意各种功能关系的应用.【解答】解:A、机械能的增量等于系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功,从开始到B 速度达到最大的过程中,绳子上拉力对B一直做负功,所以B的机械能一直减小,故A正确;B、根据动能定理可知,B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和,故B正确;C、整个系统中,根据功能关系可知,B减小的机械能能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能,故B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量,故C错误;D、系统机械能的增量等于系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功,A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功,故D正确.故选ABD.9.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长,圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h,圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则圆环()A.下滑过程中,加速度一直减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2C.在C处,弹簧的弹性势能为mv2﹣mghD.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度【考点】功能关系.【分析】根据圆环的运动情况分析下滑过程中,加速度的变化;研究圆环从A处由静止开始下滑到C和在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A两个过程,运用动能定理列出等式求解;研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程和圆环从B处上滑到A的过程,运用动能定理列出等式.【解答】解:A、圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,所以圆环先做加速运动,再做减速运动,经过B处的速度最大,所以经过B处的加速度为零,所以加速度先减小,后增大,故A错误;B、研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程,运用动能定理列出等式mgh+W f+W弹=0﹣0=0在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,运用动能定理列出等式﹣mgh+(﹣W弹)+W f=0﹣mv2解得:W f=﹣mv2,故B正确;C、W弹=mv2﹣mgh,所以在C处,弹簧的弹性势能为mgh﹣mv2,故C错误;D、研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程,运用动能定理列出等式mgh′+W′f+W′弹=m﹣0研究圆环从B处上滑到A的过程,运用动能定理列出等式﹣mgh′+W′f+(﹣W′弹)=0﹣mmgh′﹣W′f+W′弹=m由于W′f<0,所以m>m,所以上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度,故D 正确;故选:BD10.质量为2kg的物体,放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示,重力加速度g取10m/s2,则此物体()A.在位移为s=9m时的速度是m/sB.在位移为s=9m时的速度是3m/sC.在OA段运动的加速度是2.5m/s2D.在OA段运动的加速度是1.5m/s2【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律.【分析】对物体受力分析,受到重力G、支持力N、拉力F和滑动摩擦力f,根据牛顿第二定律和动能定理列式分析即可.【解答】解:A、对于前9m过程,根据动能定理,有W﹣μmgs=解得v=3m/s,故A错误,B正确.C、对于前3m过程,根据动能定理,有W′﹣μmgs′=解得v′=3m/s根据速度位移公式,有2as′=v′2解得a=1.5m/s2,故C错误,D正确.故BD.二、实验题:(共16分)11.如图1所示的装置,可用于探究恒力做功与速度变化的关系.水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验首先保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力,再进行后面的操作,并在实验中获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离s.(1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量不需要(填“需要”或“不需要”)(2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d,如图2所示,d= 5.50 mm(3)某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则对该小车实验要验证的表达式是(F﹣{m}_{0}g)s=\frac{1}{2}M(\frac{d}{{t}_{2}})^{2}﹣\frac{1}{2}M (\frac{d}{{t}_{1}})^{2} .【考点】探究功与速度变化的关系.【分析】(1)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.(2)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.游标的零刻度线超过主尺上的刻度数为主尺读数,游标读数等于分度乘以对齐的根数.(3)光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度,根据功能关系可以求出需要验证的关系式.【解答】解:解:(1)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.(2)游标卡尺的主尺读数为5mm,游标读数等于0.05×10mm=0.50mm,所以最终读数为:5mm+0.50mm=5.50mm.(3)由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.滑块通过光电门1速度为:,滑块通过光电门2速度为:,根据功能关系需要验证的关系式为:.故答案为:(1)不需要;(2)5.50;(3).12.如图所示,是验证重物自由下落过程中机械能守恒的实验装置.请按要求作答:(1)实验时使重物靠近打点计时器下端,先接通电源,后释放纸带,纸带上打下一系列点.(2)选取一条符合要求的纸带如图所示,标出打下的第一个点O,从纸带的适当位置依此选取相邻的三个点A,B,C,分别测出到O点的距离为x1、x2、x3,已知重物的质量为m,重力加速度为g,打点时间间隔为T,则自开始下落到打下B点的过程中,重物减少的重力势能为= mgx2 ,增加的动能为= \frac{1}{2} m(\frac{{x}_{3}﹣{x}_{1}}{2T} )2 .(3)实验中,利用υB2=2gx2求得△EKB,通过比较△EkB与△EpB大小,来验证机械能守恒,这种做法是否正确?答:不正确(填“正确”或“不正确)【考点】验证机械能守恒定律.【分析】打点计时器应使用交流电源,重物应紧靠打点计时器,应该先接通电源,后释放纸带.纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.【解答】解:(1)实验时使重物靠近打点计时器下端,应该先接通电源,后释放纸带,纸带上打下一系列点.(2)重物减少的重力势能为:△E PB=mgx2,利用匀变速直线运动的推论得:v B=增加的动能为△E kB= m= m()2,(3)实验中,利用υB2=2gx2 求得△E KB,通过比较△E kB与△E pB大小,该实验是验证机械能守恒定律的实验.因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒.如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证呢.所以不能由υB2=2gx2算出下落到该点B时的速度,应该根据某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度求解,所以这种做法不正确.故答案为:(1)接通电源,释放纸带;(2)mgx2, m()2;(3)υB2=2gx2,△E KB,△E KB,△E PB,不正确.三、计算题:(共54分)13.如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC 的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失).已知圆弧的半径R=0.3m,θ=60°,小球到达A点时的速度 v=4m/s.(取g=10m/s2)求:(1)小球做平抛运动的初速度v0;(2)P点与A点的水平距离和竖直高度;(3)小球到达圆弧最高点C时速度和对轨道的压力.。
人教版高一物理下册 圆周运动达标检测(Word版 含解析)
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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。
人教版高一下册物理 圆周运动达标检测卷(Word版 含解析)
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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 圆周运动达标检测卷(Word版 含解析)
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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。
【单元练】金溪县第一中学高中物理必修2第六章【圆周运动】经典复习题(培优提高)
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一、选择题1.如图所示,一圆筒绕其中心轴匀速转动,圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,相对筒无滑动,物体所受向心力是()A.物体的重力B.筒壁对物体的弹力C.筒壁对物体的静摩擦力D.物体所受重力与弹力的合力B解析:B物体做匀速圆周运动,合外力提供向心力,则合力指向圆心,物体受重力竖直向下,弹力指向圆心,静摩擦力竖直向上,所以物体所受向心力是筒壁对物体的弹力,则B正确;ACD错误;故选B2.“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱,这项运动由杂技演员驾驶摩托车,沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。
简化后的模型如图所示,若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变,摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨道平面离地面的高度为H,侧壁倾斜角度α不变,摩托车做圆周运动的H越高,则()A.运动的线速度越大B.运动的向心加速度越大C.运动的向心力越大D.对侧壁的压力越大A解析:AABC.摩托车做匀速圆周运动,摩擦力恰好为零,由重力mg和支持力F的合力提供圆周运动的向心力,作出受力图如图则有向心力n tan F mg α=可知与H 无关,由于质量m ,倾角都α不变,则向心力大小不变,由n F ma =可知向心加速度也不变;根据牛顿第二定律得2n v F m r=H 越高,r 越大,n F 不变,则v 越大。
故A 正确,BC 错误;D .侧壁对摩托车的支持力为cos mgF α=与高度H 无关,则不变,所以摩托车对侧壁的压力不变,故D 错误。
故选A 。
3.物体做匀速圆周运动时,下列物理量中不发生变化的是( ) A .线速度 B .动能C .向心力D .加速度B解析:BA .物体做匀速圆周运动时,速率不变,线速度方向不断变化,故线速度不断变化,故A 错误;B .速率不变,根据2k 12E mv =可知,动能不变,故B 正确; C .根据2n v F m r=可知,向心力大小不变,方向总是指向圆心,即向心力方向不断变化,故向心力不断变化,故C 错误;D .根据2n v a r=可知,向心加速度大小不变,方向不断变化,故加速度不断变化,故D 错误。
江西省金溪县第一中学下册抛体运动达标检测卷(Word版 含解析)
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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:()111111tan 90222tan y x v y x v ββ==-=(8) 由(8)变形化解:2011cos sin 2tan v x y gβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:22022sin 2tan 45v x y gβ==(10)()2012sin sin cos v x x x gβββ+=+=总(11) =tan45yx ∆总故=y x ∆总即2sin sin cos βββ-=-(12)由此得1tan 3β=19090arctan 3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出; 故选:A 。
2.一小船在静水中的速度为3m/s ,它在一条河宽150m 、水流速度为4m/s 的河流中渡河,则该小船( ) A .能到达正对岸 B .渡河的时间不少于50sC .以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200mD .以最短位移渡河时,位移大小为150m 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,选项A 错误;B .当船在静水中的速度垂直河岸时,渡河时间最短min 150s 50s 3d t v ===船 选项B 正确;C .船以最短时间50s 渡河时,沿水流方向的位移大小450m 200m min x v t ==⨯=水渡河位移应为水流方向的位移与垂直河岸方向位移的合位移,选项C 错误; D .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸。
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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。
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BD 。
3.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 。
4.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 。
5.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3mω2rC 3gr μD grμ【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2(3)(3)f 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2(3)(3)m r m g ωμ对AB 整体有()()23232m m r m m g ωμ+≤+对物体C 有()21.5m r mg ωμ≤解得23grμω≤故C 正确,D 错误。
故选BC 。
6.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 ,圆盘可绕垂直圆盘间的动摩擦因数均为0.1μ=,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
三个物体与中心轴O 处共线且0.2 m OA OB BC r ====。
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ω极其缓慢地增大,重力加速度g 取210 m/s ,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 两个物体所受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 rad/s 5 rad/s ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间细线的拉力不断增大 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】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=知,由于C 的半径最大,质量最大,故C 所需要的向心力增加得最快,最先达到最大静摩擦力,此时21222C mg m r μω⋅=⋅得1 2.5 rad/s 2grμω==当C 所受的摩擦力达到最大静摩擦力之后,BC 间细线开始提供拉力,B 的摩擦力增大,达到最大静摩擦力后,AB 间细线开始有力的作用,随着角速度增大,A 所受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值,且B 、C 间细线的拉力大于AB 整体的摩擦力时整体将会出现相对滑动,此时A 与B 还受到细线的拉力,对C 有22222T mg m r μω+⋅=⋅对AB 整体有2T mg μ=得2grμω,当5 rad/s grμω>=时,整体会发生滑动。
故A 错误,BC 正确。
D .当 2.5 rad/s 5 rad/s ω<<时,在ω增大的过程中,BC 间细线的拉力逐渐增大。
故D 错误。
故选BC 。
7.无级变速是指在变速范围内任意连续地变换速度,其性能优于传统的挡位变速器,很多高档汽车都应用了“无级变速”.图所示为一种“滚轮-平盘无级变速器”的示意图,它由固定在主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动,如果认为滚轮不会打滑,那么主动轴的转速n 1、从动轴的转速n 2、滚轮半径r 以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x 之间的关系是 ( ).A .n 2=n 1x rB .n 1=n 2x rC .n 2=n 122x rD .n 2=n 1x r【答案】A 【解析】由滚轮不会打滑可知,主动轴上的平盘与可随从动轴转动的圆柱形滚轮在接触点处的线速度相同,即v 1=v 2,由此可得x·2πn 1=r·2πn 2,所以n 2=n 1xr,选项A 正确.8.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 gRB .若0v gR >,则小球对管内上壁有压力C .若00v gR <<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.9.如图所示,12O O 两轮紧挨在一起靠摩擦力传动而同时转动,其中A 、B 是两轮边缘上的点,C 为1O 上的一点,且C 点到1O 的距离与B 点到2O 的距离相等,则下列说法正确的是( )A .BC 两点线速度大小相等B .AB 两点角速度相等C .BC 两点角速度相等D .AB 两点线速度大小相等【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】BD .A 、B 两点靠传送带传动,线速度大小相等,即A B =v v根据v r ω=可知半径不同因此角速度不相等,选项B 错误,D 正确; AC .A 、C 共轴转动,角速度相同,即A C =ωω根据v r ω=可知A 线速度大于C 的线速度,所以B C B C ,v v ωω≠≠选项AC 错误。