高考物理最新模拟题精选训练(圆周运动)专题01 同轴转动和皮带(齿轮)传动问题(含解析)
(物理) 高考物理生活中的圆周运动专项训练100(附答案)
（物理） 高考物理生活中的圆周运动专项训练100(附答案)一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，水平传送带AB 长L=4m ，以v 0=3m/s 的速度顺时针转动，半径为R=0.5m 的光滑半圆轨道BCD 与传动带平滑相接于B 点，将质量为m=1kg 的小滑块轻轻放在传送带的左端．已，知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3，取g=10m/s 2，求:(1)滑块滑到B 点时对半圆轨道的压力大小；(2)若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，滑块在传送带最左端的初速度最少为多大． 【答案】（1）28N.（2）7m/s 【解析】 【分析】（1）物块在传送带上先加速运动，后匀速，根据牛顿第二定律求解在B 点时对轨道的压力；（2）滑块到达最高点时的临界条件是重力等于向心力，从而求解到达D 点的临界速度，根据机械能守恒定律求解在B 点的速度；根据牛顿第二定律和运动公式求解A 点的初速度. 【详解】（1）滑块在传送带上运动的加速度为a=μg=3m/s 2；则加速到与传送带共速的时间01v t s a == 运动的距离：211.52x at m ==， 以后物块随传送带匀速运动到B 点，到达B 点时，由牛顿第二定律：2v F mg m R-= 解得F=28N ，即滑块滑到B 点时对半圆轨道的压力大小28N.（2）若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，则在最高点的速度满足：mg=m 2Dv R解得v D 5； 由B 到D ，由动能定理：2211222B D mv mv mg R =+⋅ 解得v B =5m/s>v 0可见，滑块从左端到右端做减速运动，加速度为a=3m/s 2，根据v B 2=v A 2-2aL 解得v A =7m/s2．如图，AB 为倾角37θ=︒的光滑斜面轨道，BP 为竖直光滑圆弧轨道，圆心角为143︒、半径0.4m R =，两轨道相切于B 点，P 、O 两点在同一竖直线上，轻弹资一端固定在A 点另一自由端在斜面上C 点处，现有一质量0.2kg m =的小物块（可视为质点）在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D 点后（不栓接）静止释放，恰能沿轨道到达P 点，已知0.2m CD =、sin370.6︒=、cos370.8︒=，g 取210m/s ．求：（1）物块经过P 点时的速度大小p v ；（2）若 1.0m BC =，弹簧在D 点时的弹性势能P E ； （3）为保证物块沿原轨道返回，BC 的长度至少多大． 【答案】（1）2m/s (2)32.8J (3)2.0m 【解析】 【详解】（1）物块恰好能到达最高点P ，由重力提供圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：mg=m 2p v R解得：100.42m/s P v gR =⨯=（2）物块从D 到P 的过程，由机械能守恒定律得：E p =mg （s DC +s CB ）sin37°+mgR （1+cos37°）+12mv P 2． 代入数据解得：E p =32.8J（3）为保证物块沿原轨道返回，物块滑到与圆弧轨道圆心等高处时速度刚好为零，根据能量守恒定律得：E p =mg （s DC +s ′CB ）sin37°+mgR （1+cos37°）解得：s ′CB =2.0m点睛：本题综合考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律的综合，关键是搞清物体运动的物理过程；知道圆周运动向心力的来源，即径向的合力提供向心力．3．如图所示，在光滑水平桌面EAB 上有质量为m ＝2 kg 的小球P 和质量为M ＝1 kg 的小球Q ，P 、Q 之间压缩一轻弹簧(轻弹簧与两小球不拴接)，桌面边缘E 处放置一质量也为M ＝1 kg 的橡皮泥球S ，在B 处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。
2023届浙江高三物理高考复习微专题模型精讲精练第21讲 圆周运动之传动模型(含详解)
第21讲圆周运动之传动模型1．（上海高考）以A、B为轴的圆盘，A以线速度v转动，并带动B转动，A、B之间没有相对滑动则（）A．A、B转动方向相同，周期不同B．A、B转动方向不同，周期不同C．A、B转动方向相同，周期相同D．A、B转动方向不同，周期相同一.知识回顾1．常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。
(2)摩擦(齿轮)传动：如图丙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。
(3)同轴转动：如图丁所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA＝ωB。
2.解决传动问题的关键(1)确定属于哪类传动方式，抓住传动装置的特点。
①同轴转动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；②皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：齿轮传动和不打滑的摩擦(皮带)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。
(2)结合公式v＝ωr，v一定时ω与r成反比，ω一定时v与r成正比，判定各点v、ω的比例关系。
若判定向心加速度a n的比例关系，可巧用a n＝ωv这一规律。
二、例题精析例1．如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若拖拉机行进时车轮没有打滑，则（）A．两轮转动的周期相等B．两轮转动的转速相等C．A点和B点的线速度大小之比为1：2D．A点和B点的向心加速度大小之比为2：1例2．如图所示，某齿轮传动机械中的三个齿轮的半径之比为3：5：9，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的P点和大齿轮边缘的Q点的线速度大小之比和周期之比分别为（）A．3：1；1：3B．3：1；3：1C．1：1；1：3D．1：1；3：1例3．在如图所示的装置中，甲、乙属于同轴传动，乙、丙属于皮带传动（皮带与轮不发生相对滑动），A、B、C分别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是R甲、R乙和R丙，且R甲＝2R乙＝R丙，如果三点的线速度分别为v A，v B，v C三点的周期分别为T A，T B，T C，向心加速度分别为a A，a B，a C，则下列说法正确的是（）A．a A：a B＝1：2B．a A：a B＝1：4C．v A：v C＝1：4D．T A：T C＝1：2例4．如图所示是利用两个大小不同的齿轮来达到改变转速的自行车传动结构的示意图。
高中物理第六章圆周运动考点精题训练(带答案)
高中物理第六章圆周运动考点精题训练单选题1、修正带是学生常用的学习工具之一，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，大小齿轮相互啮合，a、b两点分别位于大小齿轮的边缘，则关于这两点的线速度大小、角速度关系说法正确的是（）A．线速度大小相等，角速度不等B．线速度大小不等，角速度相等C．线速度大小相等，角速度相等D．线速度大小不等，角速度不等答案：A根据题意可知，大小齿轮由于边缘啮合，所以边缘上的点的线速度大小相等，而齿轮的半径不一样，由公式v=ωr可知，角速度的大小不等。
故选A。
2、如图所示，轻杆一端与一质量为m的小球相连，另一端连在光滑固定轴上，轻杆可在竖直平面内自由转动。
现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。
下列说法正确的是（）A．小球在运动过程中的任何位置对轻杆的作用力都不可能为0B．当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力大小不可能等于mgC．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力可能等于4mgD．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力一定不小于6mg答案：BA．小球在轻杆的作用下做圆周运动，在最高点时，若只有重力提供向心力，则小球对轻杆的作用力为0，故A错误；B．假设当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力等于重力，则有mg＝m v2 r此时小球的动能为1 2mv2=12mgr由机械能守恒定律可知，小球不可能运动到最高点，不能完成完整的圆周运动，假设不成立，B正确；CD．若小球恰能完成完整的圆周运动，则在最高点时，小球的速度为0，在最低点时，由机械能守恒得小球的动能为E k=2mgr由F−mg=m v2r=4mg得F=5mg由牛顿第三定律，可知小球对轻杆的作用力最小为5mg，故CD错误。
故选B。
3、关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动的线速度不变D．做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态答案：BABC．匀速圆周运动过程，线速度大小保持不变，方向时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动，AC错误，B 正确；D．做匀速圆周运动的物体，所受合外力作为向心力，没有处于平衡状态，D错误。
高中物理-专题练习-圆周运动复习(3).docx
2、细绳的一端系着质量为M=0.6kg的物体静止在水平面上,另一端通过光滑小孔吊着质量为
m=0.3kg的物体,M的中心与圆孔的距离为0.2m,M与水平面间的最大静摩擦力为2N.现使此
平面绕通过小孔的中心轴线转动,问转动的角速度ω 在什么范围内,m才会处于静止状态
(g=10m/s2)
Mr
3、质量为m的物块，系在弹簧的一端，弹簧的另一端固定在转轴上如右
球作用与管的合力为零，VO应满足什么关系？
圆环管状轨道：最高点速度等于gR时，物体对轨道。
最高点速度>gR时，物体对的轨道有向的压力
最高点速度<gR时，物体对的轨道有向的压力
2、光滑圆轨道上套一金属环，金属环在轨道上做圆周运动。
最高点速度等于
gR时，物体对轨道
。
最高点速度
>
gR时，物体对
的轨道
侧有向
求：
１、为了确保安全汽车通过桥的最高点的最大速度
２、如果汽车在最高点时对桥面的压力为重力的一半，汽车的速度
３、汽车以最大速度通过桥的最高点，落地点距桥多远？
7
2、注意：拱形桥为内轨道，最高点最大速度为：此时提供向心力，桥
与车间无作用力，以最大速度通过桥的最高点后汽车做运动。
3、飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为180米的圆周运动，如果飞行员的体质
当装置绕o1o1′以ω匀速转动时下列叙述正确的是:
摆球的运动周期为
细线中张力为
若ω 一定,当转轴由o1o1′改为o2o2′时,摆线与竖直方向的夹角 α将
A
B
),线的另一端固定于L形杆的最右端.
o1o2
a
α
ω
4
o1o2
高考物理四种常见的传动装置-皮带和同轴转动
高考物理四种常见的传动装置-皮带和同轴转动共线模型：线速度相等皮带传动齿轮传动摩擦传动共轴模型：角速度相等共轴传动新高考形式练习题-生活情景与物理模型结合1．如图，A、B、C三点为奶茶塑封机手压杆上的点，A在杆的顶端，O为杆转动的轴，且AB=BC=CO。
在杆向下转动的过程中，下列说法正确的是（）A．A、B两点线速度大小之比为1∶3B．B、C两点周期之比为1∶1C．A、B两点角速度之比为3∶2D．B、C两点的线速度大小之比为1∶22．如图所示，在用起瓶器开启啤酒瓶盖的过程中，起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为ωA和ωB，线速度的大小分别为vA和vB，下列关系正确的是（）A.vA=vBB．ωA>ωBC．vA<vBD．ωA<ωB3.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，其中小齿轮与后轮共轴，大齿轮和小齿轮被不可伸长的链条相连，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示，下列说法正确的是（）A．A、B两点线速度大小不等B．B、C两点周期不同C．A点的角速度比B点的角速度大D．B点的线速度比C点的小4．《天工开物》少儿百科中介绍了古法制糖工艺，用糖车挤压甘蔗收集汁水，其简化模型的俯视平面图如图所示。
手柄上的A点到转动轴轴心O点的距离为4R，两个半径为R的圆柱体表面有两个点B和C，则A、B、C三点的线速度大小之比为（）A．1∶4∶1B．1∶4∶4C．4∶1∶1D．4∶1∶45.如图甲所示，修正带是通过两个齿轮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是大、小齿轮边缘上的两点，C是大轮上的一点。
若大轮半径是小轮半径的2倍，小轮中心到A点和大轮中心到C点的距离之比为2∶1，则A、B、C三点（）A．线速度大小之比为4∶4∶1B．角速度之比为1∶1∶1C．转速之比为2∶2∶1D．向心加速度大小之比为2∶1∶16.上世纪70年代我国农村常用辘轳浇灌农田，其模型图如图所示，细绳绕在半径为r的轮轴上悬挂一个水桶M，轮轴上均匀分布着6根手柄，柄端有6个质量均匀的小球m。
2023年高考物理圆周运动最新模拟题精练-圆周运动+综合模型(解析版)
高考物理《圆周运动》常用模型最新模拟题精练专题08.圆周运动+综合模型1.（2023四川重点高中质检）如图所示，水平放置的光滑桌面中心开有光滑的小孔，轻质细绳穿过小孔一端连接质量为m 的小球，另一端连接总质量为8m 的漏斗（其中西沙的质量为7m ），小球在轨道1上做匀速圆周运动。
某时刻起，漏斗内细沙缓慢流出而漏斗缓慢上升。
漏斗内细沙全部流出时漏斗上升的高度为h ，之后小球在轨道2上做匀速圆周运动，此过程中小球在任意相等时间内扫过的面积相等，重力加速度大小为g，下列说法正确的是A.小球在单位时间内扫过的面积为232gh B.小球在轨道1上运动时的动能为4mgh C.小球在轨道2上运动时的动能为mgh D.此过程中细绳对漏斗做的功为3mgh 【参考答案】BCD【名师解析】设轨道1、2的半径分别为r1、r2，小球在轨道1、2运动时的速度分别为v 1、v 2，根据已知条件有8mg=m 211v r ，mg=m 222v r ，根据题述，此过程中小球在任意相等时间内扫过的面积相等，可得v 1r 1=v 2r 2，r 2-r 1=h ，解得r 2=2r 1=2h 32gh ，A 错误；小球在轨道1上运动时的动能为2112mv =4mgh，选项B 正确；小球在轨道2上运动时的动能为2212mv =mgh，选项C 正确；此过程中小球动能变化为2212mv -2112mv =mgh -4mgh=-3mgh，细绳对漏斗做的功为3mgh，选项D 正确。
2、(12分)（2023江苏盐城市重点高中期初调研）如图所示的装置中,光滑水平杆固定在竖直转轴上,小圆环A 和轻弹簧套在杆上,弹簧两端分别固定于竖直转轴和环,细线穿过小孔O,两端分别与环和小球连接,线与水平杆平行,环的质量为,小球的质量为.现使整个装置绕竖直轴以角速度匀速转动,细线与竖直方向的夹角为.缓慢加速后使整个装置以角速度匀速转动,细线与竖直方向的夹角为,此时弹簧弹力与角速度为时大小相等,已知重力加速度,,求:(1)装置转动的角速度为时,细线的长度s.(2)装置转动的角速度为时,弹簧的弹力大小k .(3)装置转动的角速度由增至过程中,细线对小球做的功.【名师解析】.(13分)(1)角速度为ω时，对小球B ：2mg tan 37°＝2mω21s sin 37°(2分)解得s ＝254gω(1分)(2)装置转动的角速度为2ω时：设OB 的长度为s’对小球B ，T 2cos53°=2mgT 2sin53°=2m （2ω）2s’sin53°解得：s’=2512g ω设细线长为L ，对圆环A ，角速度为ω时，F T1－F k ＝mω2（L -s ）(1分)角速度为2ω时，F T2+F k ＝m （2ω）2（L -s’）(1分)联立解得F k ＝2mg(3)装置转动的角速度由ω增加到2ω过程中，对小球B ：重力势能的变化量ΔE p B ＝m B g (L OB cos 37°－L ′OB cos 53°)(1分)小球动能的变化量ΔE k B ＝12m B v ′2B －12m B v 2B (1分)其中v ′B ＝2ωL ′OB sin 53°，v B ＝ωL OB sin 37°细线对小球B 做功W ＝ΔE p B ＋ΔE k B (1分)联立解得：W ＝22199144mg ω(2分)3．（2023广东名校质检）如图，光滑的水平杆OM 和竖直轴ON 上分别套着环P 和Q ，环P 的质量m 1=m ，Q 的质量m 2=2m ，用轻绳连接，一根弹簧左端固定于O 点，右端与环P 栓接，两环静止时，轻绳与竖直方向的夹角θ＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g ＝10m/s 2。
高考专题复习：圆周运动(最新整理)
一端固定在
A，
一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴
和
另一端固定
匀速转动
求转盘转动的
2。
处有一个小孔，用细绳穿过小孔，绳两端各细一个小球A
球保持静止状态，
A
O
F N
A．6.0 N拉力
7、A、B两球质量分别为
相连，置于水平光滑桌面上，
的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于( )
所示．已知小球
的小球，甩动手腕，
后落地，如图所示．已知，忽略手的运动半径和空气阻力．
的小滑块。
当圆盘转动
段斜面倾角为53°，BC段斜
R 1R 2R 3A B
C
D
v
第一圈轨道
第二圈轨道
第三圈轨道
L
L
L 1
在轨道最低处第n 次碰撞刚结束时各自。
皮带(齿轮)传动与同轴传动练习人教版第六章圆周运动6.3向心加速度
皮带（齿轮）传动与同轴传动 同步练习（解析版）一、知识回顾知识点：皮带（齿轮）传动：线速度相同同轴传动：角速度相同所需知识点：二、巩固练习——单选题1．（2324高二上·江苏连云港·阶段练习）手指陀螺如图所示，陀螺上有两个固定点A 、B ，其中A 离转动轴较远。
当陀螺转动时，下列说法不正确的是（ ）A ．A 点的周期和B 点的周期相等B ．A 点的角速度和B 点的角速度相等C ．A 点的线速度大于B 点的线速度D ．A 点的向心加速度小于B 点的向心加速度【答案】D【详解】AB ．AB 同轴转动可知A 点的角速度和B 点的角速度相等，根据2T πω=可知A 点的周期和B 点的周期相等。
故AB 正确；C ．根据圆周运动规律v r ω=可知角速度相同，半径越大，线速度越大，即A 点的线速度大于B 点的线速度。
故C 正确；D ．根据向心加速度公式2n a r ω= 可知角速度相同，半径越大，向心加速度越大。
即A 点的向心加速度大于B 点的向心加速度。
故D 错误。
题目要求选择不正确的，故选D 。
2．（2022高二上·甘肃·学业考试）地球上的所有物体都随地球自转而做圆周运动，兰州大约在北纬37°附近，为了方便计算，兰州的纬度角α取37°，已知cos37°=0.8，物体A 在兰州，物体B 在赤道上某点，它们都相对于地面静止，A 、B 质量相等对于A 、B 随地球自转而做圆周运动的描述，下列说法正确的是（ ）2222R v v v R a a R T T Rππωωω=====，，，，A ．A 、B 的线速度之比是4：5B ．A 、B 的角速度之比是4：5C ．A 、B 的向心加速度之比是1：1D ．A 、B 的向心力之比是1：1【答案】A 【详解】B ．A 、B 同轴转动角速度相等，即A B ωω=故B 错误；A ．令地球的半径为R ，则A 的半径为4cos375A R R R ==根据v r ω=可得A 、B 的线速度之比是45A B v v = 故A 正确； C ．根据向心加速度公式2a r ω=可得45A B a a = 故C 错误；D ．根据向心力公式2F mr ω=可得A 、B 的向心力之比是54A B F F = 故D 错误。
2022高考物理微专题27 水平面内的圆周运动
微专题27 水平面内的圆周运动1．常见的传动方式：同轴传动ω相同；皮带传动、齿轮传动和摩擦传动(边缘v 大小相同).2.圆周运动的动力学问题实际上是牛顿第二定律的应用，向心力F ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r .1．(2020·吉林延边二中调研)关于圆周运动的模型，下列说法正确的是( )图1A ．如图1甲，汽车通过拱轿的最高点时处于超重状态B ．如图乙所示是一圆锥摆，增大角θ，但保持圆锥摆的高度不变，则圆锥摆的角速度变大C ．如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A 、B 位置先后做匀速圆周运动，则在A 、B 两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D ．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，轮缘对外轨会有挤压作用 答案 D解析 汽车在拱桥最高点处受重力和支持力，合力提供向心力，有mg －F N ＝m v 2r ，则F N <mg ，故汽车处于失重状态，A 错误；题图乙所示的圆锥摆中，重力和拉力的合力提供小球在水平面内做匀速圆周运动的向心力，有mg tan θ＝mω2r ，设绳长为L ，则r ＝L sin θ，联立解得ω＝gL cos θ＝gh，故增大θ但保持圆锥摆的高度不变时，角速度不变，B 错误；对在A 、B 两位置的小球受力分析，可知在两位置小球的受力情况相同，故向心力相同，小球先后在A 、B 两位置做水平面内的匀速圆周运动，r 不同，由F n ＝mω2r 知，角速度ω不同，C 错误；火车转弯超过规定速度行驶时，轮缘对外轨会有挤压作用，D 正确．2．(2019·海南卷·6)如图2所示，一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO ′的距离为r ，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度大小为g .若硬币与圆盘一起绕OO ′轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为( )图2A.12μg rB.μg rC.2μgr D ．2μg r答案 B解析 当硬币刚要滑动时，硬币所受静摩擦力达到最大，则最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得μmg ＝mω2r ，解得ω＝μgr，故选B. 3．(多选)(2020·河南三门峡市11月考试)甲、乙两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图3所示．已知m 甲＝80 kg ，m 乙＝40 kg ，两人相距0.9 m ，弹簧测力计的示数为96 N ，下列判断正确的是( )图3A ．两人的线速度相同，为40 m/sB ．两人的角速度相同，为2 rad/sC ．两人的运动半径相同，都为0.45 mD ．两人的运动半径不同，甲为0.3 m ，乙为0.6 m 答案 BD解析 两人面对面拉着弹簧测力计做圆周运动，所需向心力由相互作用力提供，角速度相同，即F ＝m 甲r 甲ω2＝m 乙r 乙ω2，又由r 甲＋r 乙＝0.9 m ，可解得r 甲＝0.3 m ，r 乙＝0.6 m ，ω＝2 rad/s ，再结合v ＝rω有v 甲＝0.6 m/s ，v 乙＝1.2 m/s ，故B 、D 正确，A 、C 错误．4.(2020·四川乐山市第一次调查研究)如图4所示，在半径为R 的半球形碗的光滑内表面上，一质量为m 的小球在距碗口高度为h 的水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g ，则小球做匀速圆周运动的角速度为( )图4A.ghR 2－h 2B.gh R 2－h 2 C ．gh(R －h )2D.g h答案 D解析根据受力分析和向心力公式可得：mg tan θ＝mrω2，小球做匀速圆周运动的轨道半径为：r＝R sin θ；解得：ω＝gR cos θ＝gh，故选D.5.(多选)(2020·河北第二次省际调研)如图5所示，一直角斜劈绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈AB上．在斜劈转动的角速度ω缓慢增加的过程中，下列说法正确的是()图5A．斜劈对物块的支持力逐渐减小B．斜劈对物块的支持力保持不变C．斜劈对物块的摩擦力逐渐增加D．斜劈对物块的摩擦力变化情况无法判断答案AC解析物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为a＝ω2r，设斜劈倾角为θ，对物块沿AB 方向F f－mg sin θ＝ma cos θ，垂直AB方向有mg cos θ－F N＝ma sin θ，解得F f＝mg sin θ＋ma cos θ.F N＝mg cos θ－ma sin θ.当角速度ω逐渐增加时，加速度a逐渐增加，F f逐渐增加，F N逐渐减小，故A、C正确，B、D错误．6.(多选)(2020·山东济南市历城二中一模)如图6所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的不可伸长的细线，上端固定在Q上，下端拴一个小球．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30°角(图中P位置)．现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动，细线与竖直方向成60°角(图中P′位置)．两种情况下，金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面说法正确的是()图6A ．Q 受到桌面的静摩擦力大小不变B ．小球运动的角速度变大C ．细线所受的拉力之比为2∶1D ．小球的向心力大小之比为3∶1 答案 BD解析 设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为F T ，细线的长度为L .小球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，则有：F T ＝mgcos θ；向心力：F n ＝mg tan θ＝mω2L sin θ，得角速度：ω＝gL cos θ，使小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动时，θ增大，cos θ减小，则得到细线拉力F T 增大，角速度ω增大，故B 正确；对Q ，由平衡条件得知，Q 受到桌面的静摩擦力大小等于细线的拉力，细线拉力F T 增大，则静摩擦力变大，故A 错误；开始时细线所受的拉力：F T1＝mg cos 30°＝2mg3，θ增大为60°后细线所受的拉力：F T2＝mg cos 60°＝2mg ，所以：F T2F T1＝31，故C 错误；开始时小球的向心力：F n1＝mg tan 30°＝33mg ，θ增大为60°后的向心力：F n2＝mg tan 60°＝3mg ，所以：F n2F n1＝31，故D 正确． 7.(2020·陕西宝鸡中学第三次模拟)轿车自动驾驶技术最大难题是行车安全．如图7所示为轿车由平直公路进入水平圆弧形弯道的示意图，已知轿车在平直道路正常行驶速度v 0＝16 m/s ，弯道半径R ＝18 m ，汽车与干燥路面间的动摩擦因数μ＝0.4，设汽车与路面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10 m/s 2.求：图7(1)要确保轿车进入弯道后不侧滑，在进入弯道前需做减速运动．若减速的加速度大小为a ＝ 2 m/s 2，则轿车至少应在距离弯道多远处减速；(2)若遇阴雨天气，路面的动摩擦因数会大大减小．为防止轿车转弯时发生侧滑，可将转弯路面设计为外高内低．已知转弯路段公路内外边缘水平距离L ＝5 m ，高度差Δh ＝1 m ，且轿车转弯时不依赖侧向摩擦力，则轿车通过转弯路段车速不能超过多少？ 答案 (1)46 m (2)6 m/s解析 (1)轿车在水平路面上转弯时，受力分析如图甲所示．由题意可知，F f 静提供轿车转弯的向心力，设轿车在水平圆弧形弯道的最大转弯速度为v ，则有F f 静＝μmgF f 静＝m v 2R ，－2ax ＝v 2－v 02解得x ＝46 m(2)汽车在倾斜路面转弯时，受力分析如图乙所示．由题意可知，F N1提供轿车转弯的向心力，设转弯的最大速度为v m ，则有F N1＝mg tan θ F N1＝m v m 2Rtan θ＝Δh L联立解得v m ＝6 m/s.。
专题08圆周运动(解析版)-三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)
圆周运动专题08考点01水平面内圆周运动1.（2024高考辽宁卷）“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。
如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点做圆周运动的（）A.半径相等B.线速度大小相等C.向心加速度大小相等D.角速度大小相等【答案】D 【解析】由题意可知，球面上P 、Q 两点转动时属于同轴转动，故角速度大小相等，故D 正确；由图可知，球面上P 、Q 两点做圆周运动的半径的关系为P Q r r ＜，故A 错误；根据v r ω=可知，球面上P 、Q 两点做圆周运动的线速度的关系为P Q v v ＜，故B 错误；根据2n a r ω=可知，球面上P 、Q 两点做圆周运动的向心加速度的关系为P Q a a ＜，故C 错误。
2.（2024年高考江苏卷第8题）生产陶瓷的工作台匀速转动，台面面上掉有陶屑，陶屑与桌面间的动摩擦因数处处相同（台面足够大），则A.离轴OO’越远的陶屑质量越大B.离轴OO’越近的陶屑质量越大C.只有平台边缘有陶屑D..离轴最远的陶屑距离不超过某一值R 【参考答案】D【名师解析】由μmg=mRω2，解得离轴最远的陶屑距离不超过某一值R=μg/ω2，D 正确。
3.（2024年高考江苏卷）如图所示，细绳穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球在A 高度处做水平面内的匀速圆周运动，现用力将细绳缓慢下拉，使小球在B 高度处做水平面内的匀速圆周运动，不计一切摩擦，则（）A .线速度v A >v BB.角速度ωA <ωBC.向心加速度a A <a BD.向心力F A >F B 【答案】AD 【解析】设绳子与竖直方向的夹角为θ，对小球受力分析有F n =mg tan θ=ma由题图可看出小球从A 高度到B 高度θ增大，则由F n =mg tan θ=ma 可知a B >a A ，F B >F A 故C 错误，D 正确；再根据题图可看出，A 、B 位置在同一竖线上，则A 、B 位置的半径相同，则根据22n v F m m rrω==可得v A >v B ，ωA >ωB 故A 正确，B 错误。
高三物理圆周运动专题复习试题
圆周运动专题复习(附参考答案)考点一．圆周运动中的运动学分析1．如图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，若在转动过程中，皮带不打滑，则()A．a点与b点的线速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与d点的向心加速度大小相等2．如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为R B∶R C＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的()A．线速度大小之比为3∶2∶2 B．角速度之比为3∶3∶2C．转速之比为2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为9∶6∶4考点二．圆周运动中的向心力来源问题1．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看做是半径为R的圆周运动．设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于()A．gRhLB．gRhdC．gRLhD．gRdh2．“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是()A．人和车的速度为grtanθB．人和车的速度为grsinθC．桶壁对车的弹力为mgcosθD．桶壁对车的弹力为mgsinθ3．公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v c时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处() A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于v c，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于v c，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，v c的值变小考点三．水平面内的圆周运动1．如图所示，质量M＝0.64 kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m＝0.3 kg的物体相连．假定M与轴O的距离r＝0.2 m，与平台的最大静摩擦力为 2 N．为使m保持静止状态，水平转台做圆周运动的角速度ω应在什么范围？(取g＝10 m/s2)2．如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别是2m、m、m，离转轴距离分别是R、R、2R，与转台摩擦系数相同，转台旋转时，下列说法正确的是：A．若三物均未动，C物向心加速度最大B．若三物均未动，B物所受向心力最小C．转速增大，C物先动D．转速增大，A物和B物先动，且一起动3．如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上且木块A、B与转盘中心在同一条直线上，两木块用长为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O1O2转动．开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止转动，角速度缓慢增大，以下说法不正确的是()A．当ω＞2kg3L时，A、B会相对于转盘滑动B．当ω＞kg2L时，绳子一定有弹力C．ω在kg2L＜ω＜2kg3L范围内增大时，B所受摩擦力变大D．ω在0＜ω＜2kg3L范围内增大时，A所受摩擦力一直变大考点四．竖直面内的圆周运动1．如图所示，质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是F f，则物块与碗的动摩擦因数为()A．F fmgB．F fmg＋mv2RC．F fmg－mv2RD．F fmv2R2．如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数F N表示该处所受压力的大小．某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有() A．F N小于滑块重力B．F N大于滑块重力C．F N越大表明h越大D．F N越大表明h越小3．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大的过程中，下列说法正确的是()A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了C．物体所受弹力增大，摩擦力不变D．物体所受弹力和摩擦力都减小了4．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替．如图甲所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径．现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图乙所示．则在其轨迹最高点P处的曲率半径是()A．v20gB．v20sin2αgC．v20cos2αgD．v20cos2αgsin α5．如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()A．A的速度比B的大B．A与B的向心加速度大小相等C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小6．如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球(可视为质点)A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α＝53°和β＝37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则()A．A、B两球所受支持力的大小之比为4∶3 B．A、B两球运动的周期之比为4∶3 C．A、B两球的动能之比为16∶9 D．A、B两球的机械能之比为112∶51考点五．竖直面内圆周运动的临界问题分析1．半径为R的光滑圆环轨道竖直放置,一质量为m的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动，则小球在轨道最低点处对轨道的压力大小为（）A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg2．有一长度为L＝0.50 m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3.0 kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速度是 2.0 m/s，g取10 m/s2，则此时细杆OA受到()A．6.0 N的拉力B．6.0 N的压力C．24 N的拉力D．24 N的压力3．英国特技演员史蒂夫·特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道．环形车道竖直放置，直径达12 m，若汽车在车道上以12 m/s恒定的速率运动，演员与汽车的总质量为 1 000 kg，重力加速度g取10 m/s2，则()A．汽车通过最低点时，演员处于超重状态B．汽车通过最高点时对环形车道的压力为 1.4×104 NC．若要挑战成功，汽车不可能以低于12 m/s的恒定速率运动D．汽车在环形车道上的角速度为 1 rad/s4．如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F N，小球在最高点的速度大小为v，F N－v2图象如图乙所示．下列说法正确的是()A．当地的重力加速度大小为RbB．小球的质量为a b RC．v2＝c时，杆对小球弹力方向向上D．若v2＝2b，则杆对小球弹力大小为2a5．如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点放有一小球C，A、B、C的质量均为m.现给小球一水平向右的瞬时速度v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的摩擦阻力)，瞬时速度必须满足()A．最小值4gr B．最大值6grC．最小值5gr D．最大值7gr考点六．平抛运动与圆周运动的组合问题1．如图所示，AB为半径R＝0.50 m的四分之一圆弧轨道，B端距水平地面的高度h＝0.45 m．一质量m＝1.0 kg的小滑块从圆弧轨道A端由静止释放，到达轨道B端的速度v＝2.0 m/s.忽略空气的阻力．取g＝10 m/s2.则下列说法正确的是()A．小滑块在圆弧轨道B端受到的支持力大小F N＝16 NB．小滑块由A端到B端的过程中，克服摩擦力所做的功W＝3 JC．小滑块的落地点与B点的水平距离x＝0.6 mD．小滑块的落地点与B点的水平距离x＝0.3 m2．如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内．A通过最高点C时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部压力为0.75mg，求A、B两球落地点间的距离．3．如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的高度H＝0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小x＝0.4 m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数μ.4．如图所示，从A点以v0＝4 m/s的水平速度抛出一质量m＝1 kg的小物块(可视为质点)，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知长木板的质量M＝4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H＝0.6 m、h＝0.15 m，R＝0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g＝10 m/s2.求：(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向；(2)小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板．5．如图所示，是游乐场翻滚过山车示意图，斜面轨道AC、弯曲、水平轨道CDE和半径R ＝7.5 m的竖直圆形轨道平滑连接．质量m＝100 kg的小车，从距水平面H＝20 m高处的A 点静止释放，通过最低点C后沿圆形轨道运动一周后进入弯曲、水平轨道CDE.重力加速度g＝10 m/s2，不计摩擦力和空气阻力．求：(1)若小车从A点静止释放到达圆形轨道最低点C时的速度大小；(2)小车在圆形轨道最高点B时轨道对小车的作用力；(3)为使小车通过圆形轨道的B点，相对于C点的水平面小车下落高度的范围．【巩固练习】1．由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是()A．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2RH－2R2B．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为22RH－4R2C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H＞2RD．小球能从细管A端水平抛出的最小高度H min＝5 2 R2．m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是()A．12πgrB．grC．gr D．12πgr3．小球质量为m，用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方L/2处有一钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图-2所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，设线没有断裂，则下列说法错误的是A．小球的角速度突然增大B．小球的瞬时速度突然增大C．小球的向心加速度突然增大D．小球对悬线的拉力突然增大4．如图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L＝0.8 m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.2 kg的小球，小球沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是()A．2 m/s B．210 m/s C．2 5 m/s D．2 2 m/s5．如图所示，小球从距地面高度为2R的斜面上P点无初速度释放，分别滑上甲、乙、丙、丁四个轨道，甲为半径为 1.2R的半圆轨道，乙为半径为2R的14圆轨道、轨道和地面连接处有一段小圆弧，丙为半径为R的半圆轨道，丁为高为 1.5R的斜面、斜面和地面连接处有一段小圆弧，所有接触面均光滑，则滑上四个轨道后运动到的最高点能和P等高的是()A．甲B．乙C．乙和丙D．甲、乙、丙、丁6．飞镖比赛是一项极具观赏性的体育比赛项目，2011年的IDF(国际飞镖联合会)飞镖世界杯赛在上海进行．某一选手在距地面高h，离靶面的水平距离L处，将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，结果飞镖落在靶心正上方．如只改变h、L、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是(不计空气阻力)()A．适当减小v0B．适当提高h C．适当减小m D．适当减小L7．如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R)，小球a、b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动．两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，以下说法正确的是()A．当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大5mgB．当v＝5gR时，小球b在轨道最高点对轨道无压力C．速度v至少为5gR，才能使两球在管内做圆周运动D．只要v≥5gR，小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力都大6mg8．在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°，用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°。
高中物理圆周运动最全高考模拟题附有详细解析
高中物理圆周运动最全高考模拟题附有详细解析高中物理圆周运动最新最全高考模拟题一．选择题（共19小题）1．（2015?娄星区模拟）物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）2．（2015?徐州模拟）一个物体做匀速圆周运动时，线速度大小保持不变，下列说法中正确的是（）3．（2012?珠海校级模拟）氢原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动和人造卫星绕地球做匀速圆周运动比较（）4．（2010?浙江）宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0．太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则（）的次数为过程的时间为5．（2015?徐州模拟）匀速圆周运动中的向心加速度是描述（）6．（2015?宿迁模拟）A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相等时问内通过的弧长之比S A：S B=4：3，转过的圆心角之比θA：θB=3：2．则下列说法中正确的是（）7．（2015?云南校级学业考试）如图所示，一个小球绕圆心O做匀速圆周运动，已知圆周半径为r，该小球运动的线速度大小为v，则它运动的向心加速度大小为（）B8．（2015?临潼区）两颗人造地球卫星A和B的轨道半径分别为R A和R B，则它们的运动速率v A和v B，角速度ωA和ωB，向心加速度a A和a B，运动周期TA和TB之间的关系为正确的是（）AB9．（2015?遂宁模拟）图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径范围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（）10．（2015春?娄底期中）如图，两个质量均为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，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运动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）是=11．（2015?安庆校级四模）如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内：套在大环上质量为m的小环（可视为质点），从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为（）12．（2015?廉江市校级模拟）如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是（）13．（2015?广州）如图所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是2：3，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是（）14．（2015?江苏校级模拟）关于离心运动，下列说法中正确的是（）15．（2015?贵阳校级模拟）如图所示为洗衣机脱水筒工作时的示意图，衣物随洗衣机的脱水筒高速旋转而达到脱水的目的．下列关于洗衣机脱水过程的说法，不正确的是（）16．（2015春?怀化期末）如图所示，光滑水平面上，质量为m 的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F 发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是（）17．（2011?高州市校级模拟）如图所示，小球用细绳悬挂于O 点，在O点正下方有一固定的钉子C，把小球拉到水平位置后无初速释放，当细线转到竖直位置时有一定大小的速度，与钉子C相碰的前后瞬间（）18．（2006?济南模拟）如图所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的是（）19．（2011?江西校级二模）“六十甲子”是古人发明用来计时的方法，也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法．某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型．两个“0”字型圆的半径均为R．让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入，B、C、D是轨道上的三点，E为出口，其高度低于入口A．已知BC是“0”字型的一条竖直方向的直径，D点是左侧“0”字型上的一点，与圆心等高，A比C高R，当地的重力加速度为g，则小球在整个运动过程中，下列说法错误的是（）二．解答题（共11小题）20．（2015?山西模拟）如图所示，水平放置的圆盘边缘C点有一个小洞，圆盘半径R=1m，在圆盘直径CD的正上方，与CD平行放置一条长为R的水平滑道AB，滑道右端B与圆盘圆心O在同一条竖直线上，且B点距离圆盘圆心的竖直高度h=1.25m．在滑道左端静止放置质量为m=0.2kg的物块（可视为质点），小球与滑道间的动摩擦因数为μ=0.25．现使小球以某一水平向左的初速度运动，同时圆盘从图示位置以图中所示的角速度ω绕通过圆心O的竖直轴匀速转动，最终小球恰好落入圆盘边缘的小洞内，重力加速度取10m/s2．（1）小球运动的初速度v0的大小；（2）圆盘运动的角速度ω的值．21．（2015春?双鸭山校级期中）小球P用长L=1m的细绳系着，在水平面内绕O点做匀速圆周运动，其角速度ω=2πrad/s．另一质量m=1kg的小球Q放在高出水平面h=1.25m的粗糙水平槽上，槽与绳平行，小球Q与槽之间的动摩擦因数为μ=0.1，槽的端点A在O点正上方．当小球P运动到图示位置时，小球Q以初速度v0向A点运动然后做平抛运动，Q 落到水平面时P恰好与它相碰．（g取10m/s2）求：（1）若P与Q相碰时还没转够一周，则Q的初速度v0和到达A 的速度v A各为多少；（2）若P与Q相碰时转动的时间大于一个周期，求Q运动到A点的时间和相应的Q在桌面上滑行的距离分别满足什么关系？22．（2015?重庆）同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置．图中水平放置的底板上竖直地固定有M 板和N板．M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H．N板上固定有三个圆环．将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q 水平距离为L处．不考虑空气阻力，重力加速度为g．求：（1）距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；（2）小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；（3）摩擦力对小球做的功．23．（2015?海南）如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点．已知h=2m，s=m．取重力加速度大小g=10m/s2．（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小．24．（2015?武清区校级学业考试）如图所示，ABC为一细圆管构成的圆轨道，固定在竖直平面内，轨道半径为R（比细圆管的半径大得多），OA水平，OC竖直，最低点为B，最高点为C，细圆管内壁光滑．在A点正上方某位置处有一质量为m的小球（可视为质点）由静止开始下落，刚好进入细圆管内运动．已知细圆管的内径稍大于小球的直径，不计空气阻力．（1）若小球刚好能到达轨道的最高点C，求小球经过最低点B时的速度大小和轨道对小球的支持力大小；（2）若小球从C点水平飞出后恰好能落到A点，求小球刚开始下落时离A点的高度为多大．25．（2015?张掖模拟）如图所示，有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3，圆弧轨道的半径为R=0.4m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；（2）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？26．（2012?重庆模拟）如图所示，水平地面上方被竖直线MN 分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，动摩擦因数为μ=0.5，右侧光滑．MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场．在O 点用长为R=5m 的轻质绝缘细绳，拴一个质量m A=0.04kg，带电量为q=+2×10﹣4的小球A，在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动，运动到最低点时与地面刚好不接触．处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量m B=0.02kg，此时B球刚好位于M点．现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点（弹簧仍在弹性限度内），MP之间的距离为L=10cm，推力所做的功是W=0.27J，当撤去推力后，B 球沿地面右滑恰好能和A球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点），碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6×103N/C，电场方向不变．（取g=10m/s2）求：（1）A、B两球在碰前匀强电场的大小和方向．（2）碰撞后整体C的速度．（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小．27．（2012?利州区校级一模）如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R．一个质量为m的物体（可以看作质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动．已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ．求：（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力；（3）为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L′应满足什么条件？28．（2011?崇川区校级模拟）如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线的夹角θ=30°，一条长为l的绳，一端固定在圆锥体的顶点O，另一端系一个质量为m 的小球（可视为质点），小球以角速度ω绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动．试分析：（1）小球以角速度ω=转动时，绳子的拉力和圆锥体对小球的支持力；（2）小球以角速度ω=转动时，绳子的拉力和圆锥体对小球的支持力．29．（2015?福州校级模拟）山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37°的斜坡，BC是半径为R=5m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图所示，AB竖直高度差h=8.8m，运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落（不计一切阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）运动员到达C点的速度大小．（2）运动员经过C点时轨道受到的压力大小．30．（2015?闵行区二模）如图所示，一不可伸长的轻质细绳，绳长为L，一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球，小球绕O 点在竖直平面内做圆周运动（不计空气阻力）．（1）若小球通过最高点A时的速度为v，求v的最小值和此时绳对小球拉力F的大小；（2）若小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h=2L，小球经过B点或D点时绳突然断开，求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差△t；（3）若小球运动到最低点C或最高点A时，绳突然断开，两种情况下小球从抛出到落地水平位移大小相等，则O点距离地面高度h与绳长L之间应满足怎样的关系？高中物理圆周运动最新最全高考模拟题参考答案与试题解析一．选择题（共19小题）1．（2015?娄星区模拟）物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）保持不变，下列说法中正确的是（）、根据、根据可知，线速度大小保持不变，半径越小，周期越长，故3．（2012?珠海校级模拟）氢原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动和人造卫星绕地球做匀速圆周运动比较（）根据库仑力提供向心力得：v=Gv=，所以轨道半径越大，线速度都越减小，故、根据库仑力提供向心力得：G，可知轨道半4．（2010?浙江）宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0．太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则（）的次数为过程的时间为。
水平面内的圆周运动
微专题28 水平面内的圆周运动1．常见的传动方式：同轴传动(ω相同)，皮带传动、齿轮传动和摩擦传动(边缘v 大小相同).2.圆周运动的动力学问题实际上是牛顿第二定律的应用，向心力F n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r .1．(多选)如图为用于超重耐力训练的离心机．航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练．这种训练的目的是锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作的能力．离心机拥有长18 m 的巨型旋转臂，在训练中产生8g 的向心加速度，航天员的质量为70 kg ，可视为质点，g ＝10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．离心机旋转的角速度为2103rad/s B ．离心机旋转的角速度为409 rad/sC ．座椅对航天员的作用力约为5 600 ND ．座椅对航天员的作用力约为5 644 N 答案 AD解析 由向心加速度公式a n ＝ω2R ，得ω＝2103 rad/s ，故A 正确，B 错误；由向心力公式得F ＝ma ＝8mg ，座椅对航天员的作用力约为F N ＝F 2＋(mg )2≈5 644 N ，故C 错误，D 正确．2.两级皮带传动装置如图所示，轮1和轮2的半径相同，轮2和轮3两个同心轮固定在一起，轮3和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，转动时皮带和轮子之间均不打滑，则轮1边缘的a 点和轮4边缘的c 点相比( )A ．线速度大小之比为1∶4B ．向心加速度大小之比为8∶1C ．周期之比为4∶1D ．角速度大小之比为1∶8 答案 C解析 由题图可知，1与3边缘的线速度相等，2与4边缘的线速度相等，2与3的角速度相等，根据v ＝ωr 可知2v 3＝v 2，所以得2v a ＝2v 3＝v 2＝v c ，其中v 2、v 3为轮2和轮3边缘的线速度，即v a ∶v c ＝1∶2，故A 错误；设轮4的半径为r ，a a ＝v a 2r a ＝⎝⎛⎭⎫v c 222r ＝v c 28r ＝18a c ，即a a ∶a c ＝1∶8，故B 错误；由ωa ωc ＝v ar a v c r c ＝14，又ω＝2πT ，故T a T c ＝41，故C 正确，D 错误．3.如图所示，一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO ′的距离为r ，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度大小为g .若硬币与圆盘一起绕OO ′轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为( )A.12μgrB.μg rC.2μgrD ．2μg r答案 B解析 当硬币刚要滑动时，硬币所受静摩擦力达到最大，则最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得μmg ＝mω2r ，解得ω＝μgr，故选B. 4．如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O ，最低点为C ，有两个可视为质点且质量相同的小球A 和B ，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A 球的轨迹平面高于B 球的轨迹平面，A 、B 两球与O 点的连线与竖直线OC 间的夹角分别为α＝53°和β＝37°(sin 37°＝0.6)，则( )A ．A 、B 两球所受支持力的大小之比为1∶1 B ．A 、B 两球运动的周期之比为2∶ 3C ．A 、B 两球的角速度之比为2∶ 3D ．A 、B 两球的线速度之比为2∶ 3 答案 C解析 由于小球在运动的过程中受到的合力沿水平方向，且恰好提供向心力，所以根据平行四边形定则得F N ＝mg cos θ，则有F N A F N B ＝cos βcos α＝43，故A 错误；小球受到的合外力为mg tan θ＝mr 4π2T 2，又因为r ＝R sin θ，解得T ＝4π2R cos θg ，则有T AT B＝cos αcos β＝32，故B 错误；角速度为ω＝2πT ，则有ωA ωB ＝23，故C 正确；根据mg tan θ＝m v 2r ，解得v ＝gr tan θ＝gR sin θtan θ，则有v A v B ＝833，故D 错误．5.如图所示，某餐桌上有一半径为0.8 m 的圆形水平转盘，在转盘的边缘有一个茶杯随转盘一起转动．已知茶杯和转盘间的动摩擦因数为0.32，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2.为了使处于转盘边缘的茶杯不滑出转盘，转盘转动的角速度不能超过( )A ．3.2 rad/sB ．2 rad/sC ．1.6 rad/sD ．0.8 rad/s答案 B解析 由题意知当转盘转起来时，由静摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大值时，角速度达到最大，结合牛顿第二定律及向心力公式有μmg ＝mrω2，可求得ω＝μg r＝0.32×100.8rad/s ＝2 rad/s.故选B.6．如图所示，小木块a 、b 和c (均可视为质点)放在水平圆盘上，a 、b 的质量均为m 0，c 的质量为m 02，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 、c 与转轴OO ′的距离为2l 且均处于水平圆盘的边缘．木块与圆盘间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 .若圆盘从开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是( )A ．b 、c 所受的摩擦力始终相等B ．当a 、b 和c 均未滑落时，a 、c 所受摩擦力的大小相等C ．b 和c 均未滑落时线速度一定相等D ．b 开始滑动时的角速度是2kgl 答案 B解析木块随圆盘一起转动，水平方向只受静摩擦力，故由静摩擦力提供向心力，当需要的向心力大于最大静摩擦力时，木块开始滑动．b、c质量不相等，由F f＝mrω2知b、c所受摩擦力不相等，A错误；当a、b和c均未滑落时，a、b、c和圆盘无相对运动，因此它们的，a与转轴OO′的距离为l，c与转轴OO′角速度相等，a、b的质量均为m0，c的质量为m02的距离为2l，F f＝mrω2，所以a、c所受摩擦力的大小相等，B正确；b和c均未滑落时，由v＝rω知线速度大小相等，方向不相同，C错误；b开始滑动时，最大静摩擦力提供向心力，则km0g＝m02lω2，解得ω＝kg，D错误．2l7.如图所示，用两根长分别为l1、l2的细线拴一小球a，细线另一端分别系在一竖直杆上O1、O2处，当竖直杆以某一范围角速度ω(ω1≤ω≤ω2)转动时，小球a保持在图示虚线的轨迹上做圆周运动，此时两根线均被拉直，圆周半径为r，已知l1∶l2∶r＝20∶15∶12，则ω1∶ω2等于()A．3∶4 B．3∶5C．4∶5 D．1∶2答案 A解析设l1、l2与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，将细线拉力沿竖直方向和水平方向分解，竖直方向的分力大小等于重力，水平方向分力提供向心力，则有F向1＝mg tan θ1＝mω12r，F向2＝mg tan θ2＝mω22r，由几何关系可得r＝l1sin θ1＝l2sin θ2，又l1∶l2∶r＝20∶15∶12，联立解得ω1∶ω2＝3∶4，B、C、D错误，A正确．8.(多选)如图所示为一圆锥状转筒，左右各系着一长一短的绳子，绳上挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面．转筒中心轴开始缓慢加速转动，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A ．角速度慢慢增大，一定是绳子长的那个球先离开圆锥筒B ．角速度达到一定值的时候两个球一定同时离开圆锥筒C ．两个球都离开圆锥筒后，它们一定高度相同D ．两个球都离开圆锥筒时两段绳子的拉力一定相同 答案 AC解析 设绳子与竖直方向的夹角为θ，小球刚好离开圆锥筒时，圆锥筒的支持力为0，则有mg tan θ＝mω2l sin θ，解得ω＝gl cos θ，则绳子越长的其角速度的临界值越小，越容易离开圆锥筒，所以A 正确，B 错误；两个球都离开圆锥筒后，小球都只受重力与绳子的拉力，两小球都随圆锥筒一起转动，有相同的角速度，则有小球的高度为h ＝l cos θ，得h ＝gω2，所以C 正确；小球都离开圆锥筒时绳子的拉力为F T ＝mgcos θ，由于绳子长度不同，则小球离开圆锥筒时的夹角也不同，所以拉力也不相同，则D 错误．9.(多选)如图所示为一个半径为5 m 的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A 处在如图所示位置的时候，在圆心正上方20 m 的高度处有一个小球正在向边缘的A 点以一定的速度水平抛出，取g ＝10 m/s 2，要使得小球正好落在A 点，则( )A ．小球平抛的初速度一定是2.5 m/sB ．小球平抛的初速度可能是2.5 m/sC ．圆盘转动的角速度一定是π rad/sD ．圆盘转动的角速度可能是π rad/s 答案 AD解析 根据h ＝12gt 2，可得t ＝2h g ＝2 s ，则小球平抛的初速度v 0＝Rt＝2.5 m/s ，故A 正确，B 错误；根据ωt ＝2n π(n ＝1,2,3…)解得圆盘转动的角速度ω＝2n πt ＝n π rad/s(n ＝1,2,3…)，故C 错误，D 正确．10.(多选)如图所示，金属块Q 放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的不可伸长的细线，上端固定在Q 上，下端拴一个小球．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30°角(图中P 位置)．现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动，细线与竖直方向成60°角(图中P ′位置)．两种情况下，金属块Q 都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面说法正确的是( )A ．Q 受到桌面的静摩擦力大小不变B ．小球运动的角速度变大C ．细线所受的拉力之比为2∶1D ．小球的向心力大小之比为3∶1 答案 BD解析 设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为F T ，细线的长度为L .小球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，则有：F T ＝mg cos θ；向心力：F n ＝mg tan θ＝mω2L sin θ，得角速度：ω＝gL cos θ，使小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动时，θ增大，cos θ减小，则得到细线拉力F T 增大，角速度ω增大，故B 正确；对Q ，由平衡条件得知，Q 受到桌面的静摩擦力大小等于细线的拉力，细线拉力F T 增大，则静摩擦力变大，故A 错误；开始时细线所受的拉力：F T1＝mg cos 30°＝2mg3，θ增大为60°后细线所受的拉力：F T2＝mg cos 60°＝2mg ，所以：F T2F T1＝31，故C 错误；开始时小球的向心力：F n1＝mg tan 30°＝ 33mg ，θ增大为60°后的向心力：F n2＝mg tan 60°＝3mg ，所以：F n2F n1＝31，故D 正确．。
全国高中圆周运动练习题(可编辑修改word版)
半径为 R，小球的质量为 m，不计各处摩擦．求： 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 （1）小球运动到 B 点时的动能； （2）小球下滑到距水平轨道的高度为 R/2 时速 度的大小和方向； （3）小球经过圆弧轨道的 B 点和水平轨道的 c 点时，所受轨道支持力 NB、Nc 各是多大？
圆周运动
一、圆周运动的运动学问题 1、 皮带、链、齿轮或靠摩擦边缘传动时，
皮带、链、以及轮边缘的线速度相同。
2、 同轴的物体在转动时，物体上各点的 角速度相同。
探究 1、如图所示，转轴 O1 上固定有两 个半径为 R 和 r 的轮，用皮带传动 O2 轮， O2 轮的半径是 r´，若 O1 每秒转了 5 转， R=1m，r=r´=0.5m，则矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
8、一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑 铁环的半径为 R= 20cm,环上有一穿孔的小球 m,
仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着 过环心的竖直轴以 l0rad/s 的角速度旋转 （取 g=10m/s2）则小球 相对静止时与环心 O 的 连线与 O1O2 的夹角 θ 可能是：（C）尧侧 閆繭絳闕绚勵蜆贅。
5．用同样材料做成的 A、B、C 三个物体，放在
匀速转动的水平平台上，已知 mA=2mB=2mc，各 物体到轴的距离 rc=2rA=2rB．若它们相对于平台 无滑动，则下面说法中不正确的是（C）锹籁饗迳
琐筆襖鸥娅薔。
A．C 的向心加速度最大
B．B 的摩擦力最小
C．转速增大时，C 比 B 先滑动
D．转速增大时，B 比 A 先滑动
断（D） A．物体 A 与物体 B 的向心力都指向地心 B．物体 A 的线速度的大小小于物体 B 的线速
圆周运动专题试题汇编
圆周运动专题试题汇编一、线速度和角速度问题 “皮带传动”类问题的分析方法☆考点点拨：在分析传动问题，要抓住相等量和不等量的关系。
如直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动、齿轮传动）的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；同一个轮轴上（各个轮都绕同一根轴同步转动）的各点角速度相等（轴上的点除外）。
然后利用公式ωr v =或r v=ω即可顺利求解。
【例】如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的3倍，A 是大轮边缘上一点，B 是小轮边缘上一点，C 是大轮上一点，C 到圆心O 1的距离等于小轮半径。
转动时皮带不打滑，则A 、B 、C 三点的角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC =________，向心加速度大小之比a A ∶a B ∶a C =________。
1．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. a 点与b 点的线速度大小相等B. a 点与b 点的角速度大小相等C. a 点与c 点的线速度大小相等D. a 点的向心加速度小于d 点的向心加速度2．下图是自行车传动机构的示意图，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 r/s ，则自行车前进的速度为 （ ）A ．231r r nr π B ．132r r nr πC ．1322r r nr π D ．2312r r nr π 3．如图为常见的自行车传动示意图。
A 轮与脚登子相连，B 轮与车轴相连，C 为车轮。
当人登车匀速运动时，以下说法中正确的是Ａ．A 轮与B 轮的角速度相同Ｂ．A 轮边缘与B 轮边缘的线速度相同Ｃ．B 轮边缘与C 轮边缘的线速度相同Ｄ．A 轮与C 轮的角速度相同4．图3所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。
高中物理 课时 圆周运动的传动和转动问题每日一题(课堂同步系列二)新人教版必修1
亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题圆周运动的传动和转动问题如图所示为某一皮带传动装置。
主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。
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A．从动轮做顺时针转动B．从动轮边缘上的质点角速度和主动轮边缘上的质点角速度相等C．从动轮的转速为D．从动轮的转速为【参考答案】C【名师点睛】同轴传动：从动轮和主动轮的中心在同一根转轴上，主动轮转动使轴转动进而带动从动轮转动，两轮等转速及角速度。
皮带传动：两转轮在同一平面上，皮带绷紧与两轮相切，主动轮转动使皮带动进而使从动轮转动，两轮边缘线速度相等。
【知识补给】圆周运动的传动问题（1）高中阶段所接触的传动主要有：①皮带传动(线速度大小相等)；②同轴传动(角速度相等)；③齿轮传动(线速度大小相等)；④摩擦传动(线速度大小相等)。
（2）传动装置的特点：（1）同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；（2）皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。
如图所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，则A．ω1<ω2，v1=v2 B．ω1>ω2，v1=v2C．ω1=ω2，v1<v2 D．ω1=ω2，v1>v2如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动且不打滑，则A．相同时间内，O1A、O2B转过的角度相等B．相同时间内，A点通过的弧长等于B点通过的弧长C．B点的周期等于C点周期的2倍D．B点的转速等于C点转速的2倍（2018·甘肃省岷县二中高一下学期期中考试）如图所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它的边缘上的一点，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．a点与c点线速度大小相等B．a点与c点角速度大小相等C．a点与d点向心加速度大小不相等D．a、b、c、d四点，加速度最小的是b点如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。
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专题01 同轴转动和皮带（齿轮）传动问题1．（2017河南十校阶段性测试）如图甲所示，同轴转动的三个纸质柱状圆筒，其半径之比为r1 ：r2 ：r3＝1 ：2 ：3，三圆筒绕同一中心轴线按图示方向转动，现标记在一条水平直线上的四个点O、A、B、C如图乙所示，同时从圆心O处指向A、B、C沿直线射出一颗子弹，子弹若做匀速直线运动，不考虑重力作用，击穿三纸筒的位置分别标记为A'、B'、C'，现AA'、BB'、CC'的弧长之比为1∶3 ∶9，则三个圆筒转动角速度ω1∶ω2∶ω3为A．1 ∶3∶9B．1∶1∶1C．1 ∶3∶27D．4∶3 ∶4【参考答案】D【名师解析】设子弹从O到A的时间为t，则有击穿三纸筒的时间之比为1∶2∶3.。
又AA'、BB'、CC'的弧长之比为1∶3 ∶9，由s=ωrt可知圆筒转动角速度ω1∶ω2∶ω3=4∶3 ∶4，选项D正确。
2. .某种变速自行车，有六个飞轮和三个链轮，如图所示。
飞轮和链轮的齿数见下表,后轮的直径d=660mm．某人骑该车行进的速度v=4m/s时，脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小为（）A．1.9rad/s B．3.8rad/sC．6.5rad/s D．7.1rad/s【参考答案】B3.（2016·上海）风速仪结构如图(a)所示。
光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。
已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。
若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示，则该时间段内风轮叶片(A)转速逐渐减小，平均速率为4πΔnrt(B)转速逐渐减小，平均速率为8πΔnrt(C)转速逐渐增大，平均速率为4πΔnrt(D)转速逐渐增大，平均速率为8πΔnrt【参考答案】B【名师解析】若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示，光被挡住的时间间隔越来越大，说明转速逐渐减小。
△t时间内凸轮圆盘转动4圈，风轮叶片转动4n圈，路程为s=4n×2πr =8n πr 。
平均速率为v=s/△t=8πΔnrt，选项B 正确。
4. （2008·宁夏）题10-6图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（ ）A ．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21r r n D ．从动轮的转速为12r r n 【参考答案】. BC5. (2014·上海)如题10-7图，带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转30圈。
在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿（ ）（A ）顺时针旋转31圈 （B ）逆时针旋转31圈 （C ）顺时针旋转1圈（D）逆时针旋转1圈【参考答案】. D【名师解析】根据题述在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射每秒沿顺时针方向旋转30圈的圆盘，在每次闪光时，白点落后1/31圆周，也就是说，闪光31次，圆盘刚好沿顺时针方向旋转30圈。
所以观察到白点每秒沿逆时针旋转1圈，选项D正确。
6.（2015·西安联考）如题10-8图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上三个点，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【参考答案】B7．(2016·江苏苏北四市高三联考)小明骑自行车沿平直公路匀速行驶，如图所示，图中箭头为自行车前轮边缘上过A、B点的切线方向。
下列说法正确的是( )A．研究前轮转动时，可将轮子视为质点B．以地面为参考系，A、B两点的速度沿图示方向C．A、B两点的向心加速度大小相等D．前轮受地面的摩擦力向后，后轮受地面的摩擦力向前【参考答案】．CD【名师解析】研究前轮转动时，不能将轮子看成质点，否则其转动情况无法分辨，A项错误；以地面为参考系，A点的速度是A绕转轴向下的速度和随车向前的速度的合速度，则A的速度斜向前下方，B项错误；A、B共轴转动，角速度相等，由a＝ω2r知，A、B两点的向心加速度大小相等，C项正确；人骑着自行车向前匀速行使时，后轮相当于主动轮，后轮与地面接触点地面的运动趋势方向向后，则地面对后轮的静摩擦力方向向前，前轮相当于从动轮，前轮与地面接触点地面的运动趋势方向向前，则地面对前轮的静摩擦力方向向后，D项正确。
8.(2016·河南开封高三月考)如图所示，轮O1、O3固定在同一轮轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑，在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，当转轴匀速转动时，下列说法中正确的是( )A．A、B、C三点的线速度之比为2∶2∶1B．A、B、C三点的角速度之比为1∶2∶1C．A、B、C三点的加速度之比为2∶4∶1D．A、B、C三点的周期之比为1∶2∶1【参考答案】．ABC【名师解析】A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，A、C共轴转动，角速度相等，根据v＝rω，则v A∶v C＝r1∶r3＝2∶1，所以A、B、C三点的线速度大小之比v A∶v B∶v C＝2∶2∶1，故A正确；A、C共轴转动，角速度相等，A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，根据v＝rω，ωA ∶ωB ＝r 2∶r 1＝1∶2，所以A 、B 、C 三点的角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC ＝1∶2∶1，故B 正确；根据a n ＝vω，可知，A 、B 、C 三点的加速度之比为2∶4∶1，故C 正确；由T ＝2πω，可知，A 、B 、C 三点的周期之比为2∶1∶2，D 错误。
9．如图所示是磁带录音机的磁带盒的示电图，A 、B 为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为r.在放音结束时，磁带全部绕到了B 轮上，磁带的外缘半径为R ，且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．经测定磁带全部绕到A 轮上需要的时间为t.则从开始倒带到A 、B 两轮的角速度相等所需要的时间( )A.t 2B.5－12 t C.6－12t D.7－12t 【参考答案】．B10.(2016·安徽江淮十校联考)如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的2倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则( )A.A点和B点的线速度大小之比为1∶2B.前轮和后轮的角速度之比为2∶1C.两轮转动的周期相等D.A点和B点的向心加速度大小相等【参考答案】B11.电风扇的扇叶的重心如果不在转轴上，转动时会使风扇抖动，并加快转轴磨损。
调整时，可在扇叶的一区域通过固定小金属块的办法改变其重心位置。
如图所示，A、B是两调整重心的金属块(可视为质点)，其质量相等，它们到转轴O的距离r A＜r B。
扇叶转动后，它们的( )A.向心加速度相等B.线速度大小相等C.向心力F A＜F BD.角速度ωA＜ωB【参考答案】．C【名师解析】因为两调整重心的金属块A、B固定在风扇上，因此两者绕轴O一起转动，具有相同的角速度，故D错误；根据向心加速度公式a＝ω2r，得aA＜aB，由线速度与角速度的关系v＝ωr，得vA＜vB，由向心力公式F＝mω2r，得FA＜FB，故C正确，A、B错误。
12.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同的时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的向心力大小之比为( )A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16【参考答案】．C【名师解析】m1∶m2＝1∶2，r1∶r2＝1∶2，ω1∶ω2＝θ1∶θ2＝4∶3，向心力F＝mω2r，故F1∶F2＝4∶9，故C正确。
13.光盘驱动器读取数据的某种方式可简化为以下模式，在读取内环数据时，以恒定角速度方式读取，而在读取外环数据时，以恒定线速度的方式读取。
如图所示，设内环内边缘的半径为R1，内环外边缘半径为R2，外环外边缘半径为R3。
A、B、C分别为各边缘线上的点。
则读取内环上A点时的向心加速度大小和读取外环上C点时的向心加速度大小之比为( )A.R21R2R3B.R22R1R3C.R2R3R21D.R1R3R22【参考答案】．D14.(2016·山东潍坊期中)如图所示为用绞车拖物块的示意图。
拴接物块的细绳被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。
已知轮轴的半径R＝0.5 m，细绳始终保持水平，被拖动物块的质量m＝1 kg，与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，轮轴的角速度随时间变化的关系是ω＝2t(rad/s)，g＝10 m/s2。
以下判断正确的是( )A.物块做匀速运动B.物块做匀加速直线运动，加速度大小是1 m/s2C.细绳对物块的拉力是5 ND.细绳对物块的拉力是6 N【参考答案】．BD【名师解析】物块的速度等于圆盘边缘转动的线速度，v＝ωR＝t(m/s)，由v＝at知物块的加速度为1 m/s2，即物块做a＝1 m/s2的匀加速直线运动，故B正确；对物块受力分析，由牛顿第二定律可知F T－F f＝ma，F f＝μmg，解得F T＝6 N，故D正确。
15．（2016安徽皖江联考）摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如右图历示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O'分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比r甲：r 乙=3：1，且在正常工作时两轮盘不打滑。
今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O'的间距R A=2R B。
若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是A. 滑块A 和B 在与轮盘相对静止时，角速度之比为=1:3ωω甲乙： B ．滑块A 和B 在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为a A ：a B =2： 9 C ．转速增加后滑块B 先发生滑动 D ．转速增加后两滑块一起发生滑动 【参考答案】．ABC【名师解析】假设轮盘乙的半径为r ，由题意可知两轮盘边缘的线速度大小相等，有3r r ωω=甲乙，则可求=1:3ωω甲乙：，所以滑块相对轮盘滑动前，A ，B 的角速度之比为1:3，A 正确；滑块相对盘开始滑动前，根据2a r ω=得A ，B 的向心加速度之比为:2:9A B a a =，B正确；据题意可得物块的最大静摩擦力分别为A A f m gμ=，B B f m gμ=，最大静摩擦力之比为::A BA B f f m m =；转动中所受的静摩擦力之比为:::4.5A B AB A B A B f f m a m a m m ''==，综上分析可得滑块B 先达到最大静摩擦力，先开始滑动，C 正确、D 错误。