重點(diǎn)強(qiáng)化卷2 圓周運(yùn)動(dòng)及綜合應(yīng)用

1、.重點(diǎn)強(qiáng)化卷二圓周運(yùn)動(dòng)及綜合應(yīng)用建議用時(shí)：60分鐘一、選擇題1多項(xiàng)選擇如圖1所示，圓盤繞過圓心且垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其上有a、b、c三點(diǎn)，OcOa，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是圖1Aa、b兩點(diǎn)線速度一樣Ba、b、c三點(diǎn)的角速度一樣Cc點(diǎn)的線速度大小是a點(diǎn)線速度大小的一半Da、b、c三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期一樣【解析】同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不同點(diǎn)角速度一樣，B正確；根據(jù)T知，a、b、c三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期一樣，D正確；根據(jù)vr可知c點(diǎn)的線速度大小是a點(diǎn)線速度大小的一半，C正確；a、b兩點(diǎn)線速度的大小相等，方向不同，A錯(cuò)誤【答案】BCD2A、B兩小球都在程度地面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍，A的轉(zhuǎn)速

2、為30 r/min，B的轉(zhuǎn)速為15 r/min.那么兩球的向心加速度之比為A11B21C41D81【解析】由題意知A、B兩小球的角速度之比ABnAnB21，所以兩小球的向心加速度之比aAaBRARB81，D正確【答案】D3如圖2所示，一根輕桿質(zhì)量不計(jì)的一端以O(shè)點(diǎn)為固定轉(zhuǎn)軸，另一端固定一個(gè)小球，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖中位置時(shí)，輕桿對(duì)小球作用力的方向可能圖2A沿F1的方向B沿F2的方向C沿F3的方向D沿F4的方向【解析】小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)小球受到的合力提供向心力，那么小球受的合力方向必指向圓心，小球受到豎直向下的重力，還有輕桿的作用力，由題圖可

3、知，輕桿的作用力假如是F1、F2、F4，那么與重力的合力不可能指向圓心，只有輕桿的作用力為F3方向，與重力的合力才可能指向圓心，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確【答案】C4如圖3所示，兩個(gè)程度摩擦輪A和B傳動(dòng)時(shí)不打滑，半徑RA2RB，A為主動(dòng)輪當(dāng)A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在A輪邊緣處放置的小木塊恰能與A輪相對(duì)靜止假設(shè)將小木塊放在B輪上，為讓其與輪保持相對(duì)靜止，那么木塊離B輪轉(zhuǎn)軸的最大間隔 為同一物體在兩輪上受到的最大靜摩擦力相等圖3A.B.CRBDB輪上無木塊相對(duì)靜止的位置【解析】摩擦傳動(dòng)不打滑時(shí)，兩輪邊緣上線速度大小相等根據(jù)題意有：RAARBB 所以BA因?yàn)橥晃矬w在兩輪上受到的最大靜摩擦力相等，設(shè)在B輪上的轉(zhuǎn)

4、動(dòng)半徑最大為r，那么根據(jù)最大靜摩擦力等于向心力有：mRAmr得：r.【答案】B5如圖4所示，滑塊M能在程度光滑桿上自由滑動(dòng)，滑桿固定在轉(zhuǎn)盤上，M用繩跨過在圓心處的光滑滑輪與另一質(zhì)量為m的物體相連當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，M離軸間隔 為r，且恰能保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增到原來的2倍，調(diào)整r使之到達(dá)新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，那么滑塊M圖4A所受向心力變?yōu)樵瓉淼?倍B線速度變?yōu)樵瓉淼腃轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r變?yōu)樵瓉淼腄角速度變?yōu)樵瓉淼摹窘馕觥哭D(zhuǎn)速增加，再次穩(wěn)定時(shí)，M做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不變，故A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速增到原來的2倍，那么角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)Fmr2，向心力不變，那么r變

5、為原來的.根據(jù)vr，線速度變?yōu)樵瓉淼?，故B正確，C、D錯(cuò)誤【答案】B6如圖5所示，某公園里的過山車駛過軌道的最高點(diǎn)時(shí)，乘客在座椅里面頭朝下，身體顛倒，假設(shè)軌道半徑為R，人體重為mg，要使乘客經(jīng)過軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座椅的壓力等于自身的重力，那么過山車在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390033】圖5A0 B.C.D.【解析】由題意知Fmg2mgm，故速度大小v，C正確【答案】C7. “快樂向前沖節(jié)目中有這樣一種工程，選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對(duì)面的平臺(tái)上，假如選手的質(zhì)量為m，選手抓住繩由靜止開場(chǎng)擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角為，如圖6所示，不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量選手可看為質(zhì)點(diǎn)，以下說法

6、正確的選項(xiàng)是圖6A選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力等于mgB選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力大于mgC選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力大于選手對(duì)繩子的拉力D選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)【解析】由于選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩子拉力和選手自身重力的合力提供選手做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有TmgF向，TmgF向>mg，B正確，A錯(cuò)誤；選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力和選手對(duì)繩子的拉力是作用力和反作用力的關(guān)系，根據(jù)牛頓第三定律，它們大小相等、方向相反且作用在同一條直線上，故C錯(cuò)誤；選手?jǐn)[到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程所受合力是變化的，是變速圓周運(yùn)動(dòng)，拉力是變力，故D錯(cuò)誤【答案】B8如圖7所示，質(zhì)量為m的小

7、球固定在長(zhǎng)為l的細(xì)輕桿的一端，繞輕桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)球轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)A時(shí)，線速度大小為，此時(shí)圖7A桿受到mg的拉力B桿受到mg的壓力C桿受到mg的拉力D桿受到mg的壓力【解析】以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受重力和沿桿方向桿的彈力，設(shè)小球所受彈力方向豎直向下，那么Nmg，將v代入上式得Nmg，即小球在A點(diǎn)受桿的彈力方向豎直向上，大小為mg，由牛頓第三定律知桿受到mg的壓力【答案】B9如圖8為2019年索契冬奧會(huì)上，佟健拉著龐清在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，目測(cè)體重為G的龐清做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和程度冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算龐清圖8A受到的拉力約為GB受到的拉力約為2G

8、C向心加速度約為3gD向心加速度約為2g【解析】龐清做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，她受到重力、佟健對(duì)她的拉力F，豎直方向合力為零，由Fsin 30°G，解得F2G，故A錯(cuò)，B對(duì)；程度方向的合力提供勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有Fcos 30°ma即2mgcos 30°ma，所以ag，故C、D錯(cuò)【答案】B10在高速公路的拐彎處，路面建造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與程度面間的夾角為，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向即垂直于前進(jìn)方向摩擦力等于零，應(yīng)滿足 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390034】Asin Btan Csin 2Dcot

9、【解析】當(dāng)車輪與路面的橫向摩擦力等于零時(shí)，汽車受力如下圖那么有：FNsin mFNcos mg解得：tan ，故B正確【答案】B二、計(jì)算題11在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108 km/h.汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍1假如汽車在這種高速路的程度彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是程度的，其彎道的最小半徑是多少？2假如高速路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋做立交橋，要使汽車可以以設(shè)計(jì)時(shí)速平安通過圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？【解析】1汽車在程度路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由車與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力到達(dá)最大值時(shí)，由向心力公式可知這時(shí)的半徑最小，有Fm0.6mgm ，由速度v30 m/s，得彎道半徑r150 m.2汽車過拱橋，看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有：mgFNm ，為了保證平安，車對(duì)路面間的彈力FN必須大于等于零，有mg m ，那么R90 m.【答案】1150 m290 m12.如圖9所示，一光滑的半徑為0.1 m的半圓形軌道放在程度面上，一個(gè)質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽陲w出時(shí)，軌道對(duì)小球的壓力恰好為零，g取10 m/s2，求：圖91小球在B點(diǎn)速度是多少？2小球落地點(diǎn)離軌道最低點(diǎn)A多遠(yuǎn)？3落地時(shí)小球速度為多少？【解析】1小球在B點(diǎn)時(shí)只受重