届高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力课时作业12圆周运动doc.docx
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课时作业(十二)
周运动
[基础小题练]
1.如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴。
匀速转动,白和方是轮上质量相等的两个质
点,则偏心轮转动过程中日、〃两质点()
A.角速度大小相同
B.线速度大小相同
C.向心加速度大小相同
D.向心力大小相同
【解析】同轴转动角速度相等,八正确;由于两者半径不同,根据公式厂可得两点的线速度不同,B错误;根据公式爲=3分,角速度相同,半径不同,所以向心加速度不同,C错误;根据公式尸=/〃白,质量相同,但是加速度不同,所以向心力大小不同,D错误.
【答案】A
2.
(2018•甘肃河西五市联考)利用双线可以稳固小球在竖直平而内做圆周运动而不易偏离竖直面,如图所示,用两根长为厶的细线系一质暈为/〃的小球,两线上端系于水平横杆上,儿〃两点相距也为厶若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动,则小球运动到最低点时,每根细线承受的张力为()
A.
C.2.5mg
D错误.
【答案】A
3.如图为某一皮带传动装置.主动轮的半径为刀,从动轮的半径为九已知主动轮做顺
时针转动,转速为口,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.从动轮边缘线速度大小为空"
D.从动轮的转速为仝口
Z1
【解析】主动轮沿顺时针方向转动时,传送带沿.—川方向运动,故从动轮沿逆时针
方向转动,故A错误,B1E确;由。
=2兀刀、v=nf知,2n巾力=2皿@匕,解得
/2
从动轮边缘线速度大小卩=2兀处厂2=2it巾门,故C、D错误.
【答案】B
4.(2018•山东青岛市即墨一中高三上学期期中)如图所示,甲、乙圆盘的半径之比为
1:
2,两水平圆盘紧靠在一起,乙靠摩擦随甲不打滑转动.两圆盘上分别放置质量为加和饥的小物体,m=2血,两小物体与圆盘间的动摩擦因数相同.加距甲盘圆心为厂,他距乙盘圆心为2八此时它们正随圆盘做匀速圆周运动.下列判断正确的是()
B.加和的向心加速度之比为2:
1
C.随转速慢慢增加,〃"先开始滑动
D.随转速慢慢增加,他先开始滑动
【解析】甲、乙两轮子边缘上的各点线速度大小相等,有:
3\R=3QR,则得5:
5=2:
1,所以物块相对圆盘开始滑动前,例与处的角速度之比为2:
1.根据公式:
心Q厂,所以:
匕==+,故A错误.根据a=//得:
加与他的向心加速度之比为51:
a2=3:
r):
(端2厂)=2:
1,故B正确.根据pmg=mr^2=ma知,例先达到临界角速度,可知当转速增加吋,刃先开始滑动,故C正确,D错误.
【答案】BC
5.如图所示,水平放置的圆筒可以绕中心轴线匀速转动,在圆筒上的直径两端有两个孔
A.
B,当圆筒的力孔转到最低位置时,一个小球以速度旳射入圆筒,圆筒的半径为斤,要使小球能够不碰到筒壁首次离开圆筒,则圆筒转动的角速度可能为(己知重力加速度大小为g)()
"g
A.
刀=1,2,3,…
72=1,2,3,…
【解析】若小球上升最大高度小于圆筒直径,小球从M孔离开,则竖直上抛时间为广
=也=匹L,〃=i,2,3,…,3=皿,A正确;若小球上升最大高度小于圆筒直径,从〃g3Vo
孔离开,则有t=—=,/?
=1,2,3,…,J,B正确;若小球
g3ZVo
上升最大高度大于直径,从B孔离开,小球经过圆筒时间为&则有2R=v°t-冷,圆筒转
大于直径,从A孔离开,则圆筒转动时间为t=
D错误.
【答案】ABC
6.(2018•开封高三模拟)在离心浇铸装置中,电动机带动两个支承轮同向转动,管状
模型放在这两个轮上靠摩擦转动,如图所示,铁水注入之后,由于离心作用,铁水紧紧靠在模型的内壁上,从而可得到密实的铸件,浇铸时转速不能过低,否则,铁水会脱离模型内壁,
产生次品.已知管状模型内壁半径为乩则管状模型转动的最低角速度3为()
【解析】最易脱离模型内壁的位置在最高点,转动的最低角速度S对应铁水在最高
点受内壁的作用力为零,即m3?
R,得:
八正确.
【答案】A
[创新导向练]
7.生活实际一一圆周运动屮的自行车问题
雨天在野外骑车吋,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶吋感觉很“沉重”.如果将自行车后轮撑起,并离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就被甩下来.如图所示,图中自、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则()
A.泥巴在图屮弘c位置的向心加速度大于〃、d位置的向心加速度
B.泥巴在图中的力、〃位置时最容易被甩下来
C.泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来
D.泥巴在图中的臼位置时最容易被甩下來
【解析】当后轮匀速转动吋,由超=斤/知臼、b、C、〃四个位置的向心加速度大小相等,A错误.在角速度s相同的情况下,泥巴在白点有Fdmg=m3'R,在b、R两点有Fbd=m3’R,在c点有F—mg=moj'R,所以泥巴与轮胎在c位置的相互作用力最大,容易被甩下,故B、D错误,C正确.
【答案】C
8.生活实际一一通过“过山车”考查圆周运动最高点的临界问题
如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车,甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动,丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动,两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为爪下列说法正确的是()
甲
乙
丙
A.甲图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力
B.乙图屮,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力
C.丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,座椅一定给人向上的力
D.丁图屮,轨道车过最高点的最小速度为価
2
【解析】在甲图屮,当速度比较小时,根据牛顿第二定律得,/昭一代=励,即座椅给
V
人施加向上的力,当速度比较大时,根据牛顿笫二定律得,〃好+代=〃帀,即座椅给人施加向下的力,故A错误;在乙图屮,因为合力指向圆心,重力竖直向下,所以安全带给人一定是向上的力,故B正确;在丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点吋,合力方向向上,重力竖直向下,则座椅给人的作用力一定竖直向上,故C正确;在丁图中,由于轨道车有安全锁,可知轨道车在最髙点的最小速度为零,故D错误.
【答案】BC
9.高新科技一一圆周运动中的运动学问题应用实例
某计算机读卡系统内有两个圉绕各自固定轴匀速转动的铝盘水〃盘固定一个信号发射装置P,能持续沿半径向外发射红外线,P到圆心的距离为28盘上固定一个带窗口
的红外线信号接收装置0,0到圆心的距离为16cm.A0转动的线速度均为4nn)/s.当只
则Q每隔一立时间就能接收
0正对时,戶发出的红外线恰好进入0的接收窗口,如图所示,
到红外线信号,这个时间的最小值为()
A.0.42s
C.0.70s
2nX0.16
【答案】B
10.科技生活一一汽车后备箱升降学问
0'
图甲图乙
汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆,如图甲所示,其示意图如图乙所示,可伸缩液压杆上端固定于后盖上/点,下端固定于箱内0’点,$也为后盖上一点,后盖可绕过0点的固定饺链转动,在合上后备箱盖的过程中()
A.力点相对0’点做圆周运动
B.A点与〃点相对于0点转动的线速度大小相等
C./点与〃点相对于0点转动的角速度大小相等
D.A点与〃点相对于。
点转动的向心加速度大小相等
【解析】在合上后备箱盖的过程+,A的长度是变化的,因此点相对0’点不是做圆周运动,A错误;在合上后备箱盖的过程中,月点与〃点都是绕0点做圆周运动,相同的时间绕0点转过的角度相同,即力点与〃点相对0点的角速度相等,但是处大于如根据v=r(vf所以〃点相对于0点转动的线速度大,故B错课,C正确;根据向心加速度$=厂/可知,〃点相对0点的向心加速度大于力点相对0点的向心加速度,故D错误.
【答案】C
[综合提升练]
11.物体做圆周运动时所需的向心力尸廊由物体运动情况决定,合力提供的向心力F供由物体受力情况决定,若某时刻尸骷=尸供,则物体能做圆周运动;若化疳>尸供,物体将做离心运动;若% 点,另一端系着质量/〃=0.5kg的小球(可视为质点),将小球提至〃点正上方的力点处,此时绳刚好伸直且无张力,如图所示.不计空气阻力,g取10m/s2,贝 0 (1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动,在A点至少应施加给小球多大的水平速度? (2)在小球以速度旳=4m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为多少? (3)在小球以速度卩2=1m/s水平抛出的瞬间,绳屮若有张力,求其大小;若无张力, 试求绳子再次伸直时所经历的时间. 【解析】 (1) 2 Vo 小球做圆周运动的临界条件为重力刚好提供最高点时小球做圆周运动的向心力,即 m/s・ (2)因为旳〉旳,故绳中有张力.根据牛顿第二定律有已+飓=与,代入数据得绳中张 力E=3N. (3)因为故绳屮无张力,小球将做平抛运动,其运动轨迹如图屮实线所示,有尸=(y—Z)2+/,v2t,y=^gf,代入数据联立解得t=Q.6s. 【答案】⑴硕m/s (2)3N(3)无张力,0.6s 12.(2018・山东潍坊高三上学期期中) 如图所示,圆形餐桌屮心有一半径为斤的圆盘,可绕穿过屮心的竖直轴转动,圆盘与餐桌在同一水平面内且两者Z间的间隙可忽略不计.当圆盘的角速度为务,放置在圆盘边缘的小物体恰好滑上餐桌.已知小物体与餐桌间的动摩擦因数为0.25,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g求: (1)小物体与圆盘的动摩擦因数; (2)小物体恰好不从餐桌滑落时餐桌的最小半径. 【解析】 (1)设小物体与圆盘间的动摩擦因数为小物体恰好滑到餐桌上时圆盘的角速度为少0 U\/ng=m3,R 代入数据解得: S=0.5. (2)小物体从圆盘甩出时的速度旳=3°R 设小物体与餐桌间的动摩擦因数为"2,小物体在餐桌上滑动距离K恰不滑出桌面, 0—v{=2ax\ 8=_卩2& 餐桌的最小半径血右联立解得: 魅=血 【答案】 (1)0.5 (2)^2/?
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