湖南省永州市雙牌縣第二中學(xué)圓周運動單元復(fù)習(xí)練習(xí)(Word版含答案)

1、一、第六章圓周運動易錯題培優(yōu)（難）1. 如圖所示，水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，圓盤上放有小物體A、B、C,質(zhì)量分別為m、 2m. 3m, A疊放在B上，C、B離圓心O距離分別為2r、3r C、B之間用細線相連，圓盤 靜止時細線剛好伸直無張力。已知C、B與圓盤間動摩擦因數(shù)為“，A、B間摩擦因數(shù)為 3,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g,現(xiàn)讓圓盤從靜止緩慢加速，則A S厝 時，A、B即將開始滑動B. 當血=孚時，細線張力駕生c.當e = 時，受到圓盤的摩擦力為當乘 時剪斷細線，C將做離心運動【答案】BC【解析】【詳解】A. 當A開始滑動時有：fA = 3“緩=IH - 3廠 9（；解得：嚴時

2、,AB未發(fā)生相對滑動，選項A錯誤;8當血=時，以ab為整體，根據(jù)Fmraf可知“9飾=3加3廠心 =-/imgB與轉(zhuǎn)盤之間的最大靜摩擦力為:仏=（加+ 2加）g =3pmg所以有：倫 /伽此時細線有張力，設(shè)細線的拉力為T,對AB有：3pmg +T = 3m-3r co2對C有：fc +T = 3m2r co2解得T _3叫 f _3pmg2 Jc 2選項B正確:c.當-嚴時,AB需要的向心力為：隔=3山 3廠 49/img =Tr + fBm解得此時細線的拉力T=9pmg - fan = 6pmgC需要的向心力為：Fc=3m - 2r- co2=6mgC受到細線的拉力恰好等于需要的向心力，所以

3、圓盤對C的摩擦力一左等于0,選項C正 確；D.旳0 = J警時，對C有：* 12fc +T = 3m 2r - co2 = pmg剪斷細線，則A-=y Pmg 0 ,方向豎直向上根據(jù)牛頓第三左律得知小球?qū)艿赖膹椓Ψ较蜇Q直向下，即小球?qū)艿赖耐獗谟凶饔昧?mg,選項C正確；D. 小球在最高點時，重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二泄律有2F + niQ = m R將v = 2際代入解得F, = 3mg0,方向豎直向下根據(jù)牛頓第三左律知球?qū)艿赖耐獗诘淖饔昧?mg,選項D正確。故選ACD06. 髙鐵項目的建設(shè)加速了國民經(jīng)濟了發(fā)展，鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)髙速列車的速 度決泄的。彎逍

4、處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌髙度差h的設(shè)計與r和速率v有關(guān)。下列 說法正確的是（ ）A. r 一左的情況下，預(yù)設(shè)列車速度越大，設(shè)計的內(nèi)外軌高度差h就應(yīng)該越小B. h左的情況下，預(yù)設(shè)列車速度越大，設(shè)計的轉(zhuǎn)彎半徑r就應(yīng)該越大C. r、一定，高速列車在彎道處行駛時，速度越小越安全D. 髙速列車在彎道處行駛時，速度太小或太大會對都會對軌道產(chǎn)生很大的側(cè)向壓力【答案】BD【解析】【分析】【詳解】如圖所示，兩軌道間距離為L恒左，外軌比內(nèi)軌高h,兩軌道最高點連線與水平方向的夾 角為慶當列車在軌道上行駛時，利用自身重力和軌道對列車的支持力的合力來提供向心力，有A. r 一泄的情況下，預(yù)設(shè)列車速度越大，設(shè)計的內(nèi)外

5、軌高度差力就應(yīng)該越大，A錯誤；B. 力一泄的情況下，預(yù)設(shè)列車速度越大，設(shè)計的轉(zhuǎn)彎半徑r就應(yīng)該越大，B正確：C. r、一定，高速列車在彎道處行駛時，速度越小時，列車行駛需要的向心力過小，而 為列車提供的合力過大，也會造成危險，C錯誤：D. 髙速列車在彎道處行駛時，向心力剛好有列車自身重力和軌道的支持力提供時，列車 對軌逍無側(cè)壓力，速度太小內(nèi)軌向外有側(cè)壓力，速度太大外軌向內(nèi)有側(cè)壓力，D正確。 故選BD。7. 蕩秋千是大家喜愛的一項體冇活動。某秋千的簡化模型如圖所示，長度均為丄的兩根細 繩下端拴一質(zhì)量為m的小球，上端拴在水平橫桿上，小球靜止時，細繩與豎直方向的夾角 均為0。保持兩繩處于伸宜狀態(tài)，將小

6、球拉高H后由靜止釋放，已知重力加速度為g,忽 略空氣阻力及摩擦，以下判斷正確的是（）A. 小球釋放瞬間處于平衡狀態(tài)B小球釋放瞬間每根細繩的拉力大小均為簽答噸C. 小球擺到最低點時，每根細繩的拉力大小均為2 cos 8mgD. 小球擺到最低點時，每根細繩的拉力大小均為 嚴日+Lcos8 2cos&【答案】BD【解析】【分析】【詳解】小球釋放瞬間，受力分析如圖1，所受合力不為0AB.設(shè)每根繩的拉力大小為T,由于速度為0,則有2T cos 0 一 mg cos a = 0如圖2,由幾何關(guān)系，有LcqsO-Hcos a =LcosO5g圖2聯(lián)立得t=LcosO-H_2L cos-0A錯誤,B 1上確;

7、cd.小球擺到最低點時，圖1中的a = 0,此時速度滿足mgH = + m由牛頓第二定律得2Tf cos 0 - mg =m其中R =厶cos。聯(lián)立解得mgH | mg2Lcos2 0 2cos&C錯誤，D正確。 故選BD.8. 如圖所示，兩個水平放置的輪盤靠摩擦力傳動，英中0、0,分別為兩輪盤的軸心，已知 兩個輪盤的半徑比r-r： r/=3： 1,且在正常工作時兩輪盤不打滑。兩個同種材料制成的完 全相同的滑塊A、B放宜在輪盤上，兩滑塊與輪盤間的動摩擦因數(shù)相同，兩滑塊距離軸心 0、0,的間距RA=2RB,兩滑塊的質(zhì)疑之比為mA : mB=9 : 2.若輪盤乙由靜止開始緩慢地轉(zhuǎn)動A. 滑塊A和B

8、在與輪盤相對靜止時，線速度之比巾：vb=2 : 3B. 滑塊A和B在與輪盤相對靜止時，向心加速度的比值g : afl=2 : 9C. 轉(zhuǎn)速增加后滑塊B先發(fā)生滑動D. 轉(zhuǎn)速增加后兩滑塊一起發(fā)生滑動【答案】ABC【解析】【分析】【詳解】A. 假設(shè)輪盤乙的半徑為r,因r中：r/.=3：l,所以輪盤甲的半徑為3r。由題意可知兩輪盤邊緣的線速度v大小相等，由v= 6r可得av : co =1:3滑塊A和B在與輪盤相對靜止時，線速度之比叫：比=也：也.=2:3選項A正確；B. 滑塊A和B在與輪盤相對靜止時，根據(jù)a = Rco2得A、B的向心加速度之比為勺：伽=恥：血您2 =2:9選項B正確：CD.根據(jù)題意

9、可得物塊的最大靜摩擦力分別為Ja =閃叫g(shù)A =最大靜摩擦力之比為轉(zhuǎn)動中所受的靜摩擦力之比為昇=mAaAmBaB =蝕：45 加 b綜上分析可得滑塊B先達到最大靜摩擦力，先開始滑動，選項C正確，D錯誤。 故選ABC09. 如圖所示，在水平圓盤上放有質(zhì)量分別為m、m、2m的可視為質(zhì)點的三個物體4、B、 c,圓盤可繞垂直圓盤的中心軸OO轉(zhuǎn)動。三個物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)相同，最大靜 摩擦力等于滑動摩擦力。三個物體與軸0共線且0A = OB = BC = r,現(xiàn)將三個物體用輕 質(zhì)細線相連，保持細線伸宜且恰無張力。使圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動，角速度極其緩慢地增 大，則對于這個過程，下列說法正確的是（）A.

10、A、8兩個物體同時達到最大靜摩擦力B. B、C兩個物體所受的靜摩擦力先增大后不變，人物體所受的靜摩擦力先增大后減小再 增大時整體會發(fā)生滑動C.當0【答案】BCDJ牛時，在增大的過程中，B、C間的拉力不斷增大【解析】【分析】【詳解】ABC.當圓盤轉(zhuǎn)速增大時，靜摩擦力提供向心力，三個物體的角速度相等，由F = marr 知，由于C的半徑最大，質(zhì)量最大，故C所需要的向心力增加最快，最先達到最大靜摩擦 力，此時”（2?）g = 2加研2r解得當C的摩擦力達到最大靜摩擦力之后，B. C間細線開始出現(xiàn)拉力，B的摩擦力增大，達到 最大靜摩擦力后，人、3間細線開始有力的作用，隨著角速度增大，A的摩擦力將減小到

11、零 然后反向增大，當&達到最大靜摩擦力時，對c有T+(2/w) g = 2mc 2r對B整體有T = 2 ping解得co2 =時整體會發(fā)生滑動，故A錯誤，BC正確:當eJ牛時，C所受摩擦力已是最大靜摩擦力，對C分析有T + 2“?g = mrccr在Q增大的過程中，3、C間的拉力不斷增大，故D正確。 故選BCDo10. 修正帶是中學(xué)生必備的學(xué)習(xí)用具，其結(jié)構(gòu)如圖所示，包括上下蓋座、大小齒輪、壓嘴 座等部件，大小齒輪分別嵌合于大小軸孔中，大小齒輪相互吻合，6 b點分別位于大小齒 輪的邊緣，c點位于大齒輪的半徑中點，當紙帶勻速走動時（ ）B. a、c點的線速度大小相同C. b、c點的角速度相同D.

12、 大小齒輪的轉(zhuǎn)動方向相同【答案】A【解析】【分析】【詳解】AD.b點是同緣傳動，邊緣點的線速度大小相同，方向相反，即VolA正確，D錯誤：B. a、c點是同軸傳動，角速度相等，即根據(jù)v = 知線速度與半徑成正比，半徑不同，線速度不同，B錯誤;C. 冬=%,根據(jù)v = 6yr知角速度與半徑成反比，有%=和=1：2所以C錯誤。故選A。11. 如圖所示，放于豎直而內(nèi)的光滑金屬細圓環(huán)半徑為心質(zhì)捲為“的帶孔小球穿在環(huán) 上，同時有一長為R的細繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點，繩上的最大拉力為 2mg,當圓環(huán)以角速度3繞豎直直徑轉(zhuǎn)動，且細繩伸直時，則3不可能為（） C3I【答案】D【解析】【分析】【詳解

13、】因為圓環(huán)光滑，所以小球受到重力、環(huán)對球的彈力、繩子的拉力等三個力。細繩要產(chǎn)生拉 力，繩要處于拉伸狀態(tài)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，此時細繩與豎直方向的夾角為60。，如圖所當圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時，小球繞豎直軸做圓周運動，向心力由三個力在水平方向的合力提供，其大 小為F = majrr根據(jù)幾何關(guān)系，其中r=7?sin6O一泄，所以當角速度越大時，所需要的向心力越大，繩子拉力越大，所以對應(yīng)的臨界條件 是小球在此位巻剛好不受拉力，此時角速度最小，需要的向心力最小，對小球進行受力分 析得幾尸噸360。/ngtan6O=/0： Rsin60解得b =3g當繩子的拉力達到最大時，角速度達到最大,=Fk sin 60 + 7a

14、x sin 60Fz cos 60 = cos 60 + mg可得同理可知，最大角速度為12. 在游樂園質(zhì)雖:為加的人乘坐如圖所示的過山車，當過山車從高度釋放之后，在豎直平 而內(nèi)通過了一個光滑的圓周軌道(車的軌跡如圖所示的虛線)，下列說法正確的是( )A. 車在最髙點時人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，若沒有保險帶，人一左會掉下去B. 人在最低點時對座位的壓力大于“gC. 人在最高點和最低點時的向心加速度大小相等D. 人在最高點時對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一泄小于mg【答案】B【解析】【分析】【詳解】A. 當人與保險帶間恰好沒有作用力時，由重力提供向心力得% 2m2 = mR解得臨界速度為當速

15、度VygR時，沒有保險帶，人也不會掉下來。選項A錯誤；B. 人在最低點時，加速度方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二泄律分析可知，人處于超重狀態(tài)， 人對座位的壓力大于mg,選項B正確：2C. 在最髙點和最低點速度大小不等，根據(jù)向心加速度公式“二匚可知，人在最高點和最低r點時的向心加速度大小不相等，選項c錯誤；D. 當人在最高點的速度vygR時人對座位就產(chǎn)生壓力。當速度增大到v = 2廊時， 壓力為3mg,選項D錯誤。故選B。13. 如圖所示，轉(zhuǎn)臺上固泄有一長為4L的水平光滑細桿，兩個中心有孔的小球A、B從細 桿穿過并用原長為L的輕彈簧連接起來，小球A、B的質(zhì)疑分別為3”、2mo豎直轉(zhuǎn)軸處于 轉(zhuǎn)臺及細桿的

16、中心軸線上，當轉(zhuǎn)臺繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時()A. 小球A、B受到的向心力之比為3： 2B. 當輕彈簧長度變?yōu)?1時，小球A做圓周運動的半徑為1.5LC. 當輕彈簧長度變?yōu)?1時，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的角速度為3,則彈簧的勁度系數(shù)為l.Smw2D. 如果角速度逐漸增大，小球A先接觸轉(zhuǎn)臺邊沿【答案】C【解析】【分析】【詳解】A. 由于彈簧的拉力提供小球做圓周運動的向心力，彈簧對兩個小球的拉力相等，因此兩 個小球的向心力相等，A錯誤；B. 由于向心力相等，因此3ma)2r = 2ma)2r2而輕彈簧長度變?yōu)?L時斤+巧=2厶可得斤=0.8L、r2 = 1.2厶 當輕彈簧長度變?yōu)?L時，小球A做圓周運動的半徑為0.8L

17、, B錯誤；C. 當長度為3L時，即r；+r； = 3L可得r；=1.2L此時彈簧的彈力提供A球做圓周運動的向心力，則k（3L 一 L） = 3mccr x 1.2L整理得k = .Smco2c正確；D. 由于B球的軌道半徑總比A球的大，因此B球先接觸轉(zhuǎn)臺邊沿，D錯誤。故選C。14. 上海磁懸浮線路需要轉(zhuǎn)彎的地方有三處，其中設(shè)計的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達到8000米，用 肉眼看幾乎是一條直線，而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達到2300米。一個質(zhì)疑50kg的乘客坐在以 360km/h不變速率駛過半徑2500米彎道的車廂內(nèi)，下列說法不正確的是（）A. 彎道半徑設(shè)計特別長可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時更舒適B. 彎道半徑設(shè)計特別長

18、可以減小轉(zhuǎn)彎時列車的傾斜程度C. 乘客受到來自車廂的力大小約為539ND. 乘客受到來自車廂的力大小約為200N【答案】D【解析】【分析】【詳解】A. 根據(jù)Va = 一R在速度一定的情況下，轉(zhuǎn)彎半徑越大，需要的向心加速度越小，乘客在轉(zhuǎn)彎時感覺越平 穩(wěn)、舒適，A正確：B. 為了使列車行駛安全，在轉(zhuǎn)彎時一般內(nèi)軌比外軌低，讓支持力的水平分力提供列車做圓 周運動的向心力，轉(zhuǎn)彎半徑越大，需要的向心力越小，列車的傾斜程度越小，B正確；CD.根據(jù)F = m R代入數(shù)據(jù)可得，轉(zhuǎn)彎時的向心力大約為200N.而車箱給人的合力倫二7込+ = 5397C正確，D錯誤。故不正確的應(yīng)選D15. 如圖所示，一傾斜的圓筒繞固左軸00】以恒泄的角速度3轉(zhuǎn)動，圓筒的半徑r=1.