高一圆周运动专题练习(word版

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，A物体所受的静摩擦力先增大后减小再增大
C．当 时整体会发生滑动
D．当 时，在 增大的过程中，B、C间的拉力不断增大
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．当圆盘转速增大时，静摩擦力提供向心力，三个物体的角速度相等，由 知，由于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
故选D。
12．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
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正确，D错误；
B．a、c点是同轴传动，角速度相等，即
根据 知线速度与半径成正比，半径不同，线速度不同，B错误；
故选C。
13．如图所示为某一传动机构中两个匀速转动的相互咬合的齿轮，a、b、c、d四点均在齿轮上。a、b、c、d四个点中角速度 与其半径r成反比的两个点是（ ）
A．a、bB．b、c
C．b、dD．a、d
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
a、b同轴转动，c、d同轴转动，角速度相同，b、c紧密咬合的齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，根据v=ωr得b、c两点角速度 与其半径r成反比，选项B正确，ACD错误。
,
.
,
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．
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
D．若a球在C点与b球相遇，则b球做匀速圆周运动的周期为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．平抛时间只取决于竖直高度，高度R不变，时间均为 ；故A错误。
BC．平抛的初速度为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
以A物体作为研究对象，设指向圆心的加速度为 ， 与水平方向的夹角为 ，竖直方向根据牛顿第二定律
得
可知沿逆时针方向运动到最高点过程中， 增大，支撑力减小，故①错误，②正确。
水平方向根据牛顿第二定律
可知沿逆时针方向运动到最高点过程中， 增大，摩擦力减小，故③错误，④正确。
h= gt2
t=
水平方向初速度为雨伞边缘的线速度，所以
v0=ωR
雨点甩出后水平方向做匀速直线运动
x=v0t=ωR
伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为r的圆形，根据几何关系可知水平距离为
x=
所以
=ωR
解得
h=
故选A.
点评：本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
15．长为L的细线一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，光滑锥顶角为 ，轴线在竖直方向，如图甲所示。使小球在水平面内做角速度为 的匀速圆周运动，线的张力为T，经分析可得 关系图像如图乙所示，已知重力加速度为g。则（）
故选B。
14．小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为r的圆形，当地重力加速度的大小为g，根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为（）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
雨点甩出后做平抛运动，竖直方向有
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。
8．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
B．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 ，则有
杆的作用力随着速度的增大而减小；
若 ，则有
杆的作用力随着速度增大而增大。
选项C错误，D正确。
ห้องสมุดไป่ตู้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（）
【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
当F1＜0，杆对球有推力，向上；
当F1＞0，杆对球有拉力，向下；
当F1=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。
【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
解得
A的半径大，则A的线速度大，角速度小
根据 知A球的周期大，选项AC正确，B错误；
D．因为支持力
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。
故选AC。
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（ ）
解得
当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，B、C间细线开始出现拉力，B的摩擦力增大，达到最大静摩擦力后，A、B间细线开始有力的作用，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达到最大静摩擦力时，对C有
对A、B整体有
解得
当 时整体会发生滑动，故A错误，BC正确；
D．当 时，C所受摩擦力已是最大静摩擦力，对C分析有
A．小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零
B．小球过最高点的最小速度是
C．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大
D．小球过最高点时，杆对球的作用力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
解得
即当速度 时，杆所受的弹力为零，选项A正确；
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
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
故选AB。
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，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴 转动。三个物体与圆盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。三个物体与轴O共线且 ，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。使圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，则对于这个过程，下列说法正确的是（）
9．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（）
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 ，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。
时间相等，在C点相遇时，水平位移最大
则初始速度最大为：