高一下冊(cè)圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題(Word版含答案)

1、一、第六章圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題培優(yōu)（難）1. 如圖所示，水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，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(xì)線相連，圓盤 靜止時(shí)細(xì)線剛好伸直無張力。已知C、B與圓盤間動(dòng)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(dòng)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(shí)，A、B即將開始滑動(dòng)B. 當(dāng)血=孚時(shí)，細(xì)線張力駕生c.當(dāng)e = 時(shí)，°受到圓盤的摩擦力為°°當(dāng)乘 時(shí)剪斷細(xì)線，C將做離心運(yùn)動(dòng)【答案】BC【解析】【詳解】A. 當(dāng)A開始

2、滑動(dòng)時(shí)有：fA = 3“緩=IH - 3廠 9（；解得：嚴(yán)時(shí),AB未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;8當(dāng)血=時(shí)，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:fam ="（加+ 2加）g = 3“mg所以有：給 >此時(shí)細(xì)線有張力，設(shè)細(xì)線的拉力為T,對(duì)AB有：3pmg +T = 3m-3r <y2對(duì)c有：fc +T = 3m2r co1解得'2 ' " 2選項(xiàng)B正確：C. = 時(shí)，AB需要的向心力為：耳嚴(yán)加 3r 49ymg =Tf + fRm解得此時(shí)細(xì)線的拉力廠二9“加g -仏=6“?gC需要的向心力為：

3、Fc=3m -2r 0=6/.imgC受到細(xì)線的拉力恰好等于需要的向心力，所以圓盤對(duì)C的摩擦力一左等于0,選項(xiàng)C正 確：D. 旳0 = J警時(shí)，對(duì)C有：】 12fc +T = 3m2/co2 = jt/mg5剪斷細(xì)線，則A =y Pmg < fCm = 3pmg所以C與轉(zhuǎn)盤之間的靜摩擦力大于需要的向心力，則C仍然做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)D錯(cuò) 誤。故選BC02. 如圖所示，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A、B及物體C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度3勻速轉(zhuǎn) 動(dòng)，A, B, C的質(zhì)量分別為3m, 2m, m, A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為“，A 和B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5ro設(shè)最大靜摩擦力等

4、于滑動(dòng)摩擦力，下列說法正 確的是（重力加速度為g）（）1.5r A. B對(duì)A的摩擦力一泄為3狀mgB. B對(duì)A的摩擦力一泄為3mo2rC. 轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿足D.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿足g力00“切g(shù)(3m+2m)(xrrp3m + 2m) g腫(l5“W2“7g【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB.對(duì)A受力分析，受重力、支持力以及B對(duì)A的靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力，有/ = （3加）品W（37）g故A錯(cuò)誤，B正確：CD.由于A. AB整體、C受到的靜摩擦力均提供向心力，故對(duì)A有對(duì)AB整體有對(duì)物體C有解得故c錯(cuò)誤，D正確。故選BDo3. 如圖，質(zhì)量為m的物塊，沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁

5、滑下，半球形金屬殼豎直 放置，開口向上，滑到最低點(diǎn)時(shí)速度大小為V,若物體與球殼之間的摩擦因數(shù)為卩，則物體 在最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是（）C.受到的摩擦力為peg【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A. 根據(jù)牛頓第二宦律niQ = m R根據(jù)牛頓第三左律可知對(duì)軌道的壓力大小A正確：BC.物塊受到的摩擦力f*F嚴(yán) p(mg + m )BC錯(cuò)誤;D. 水平方向合力向左，豎直方向合力向上，因此物塊受到的合力方向斜向左上方，D正 確。故選ADo4. 如圖所示，一個(gè)豎直放置半徑為R的光滑圓管，圓管內(nèi)徑很小，有一小球在圓管內(nèi)做 圓周運(yùn)動(dòng)，下列敘述中正確的是（）A. 小球在最髙點(diǎn)時(shí)速度u的最小值為極B. 小

6、球在最高點(diǎn)時(shí)速度"由零逐漸增大，圓管壁對(duì)小球的彈力先逐漸減小，后逐漸增大C. 當(dāng)小球在水平直徑上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)A管內(nèi)壁一定有壓力D. 當(dāng)小球在水平直徑下方運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)A管外壁一泄有壓力【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A. 小球恰好通過最髙點(diǎn)時(shí)，小球在最髙點(diǎn)的速度為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤：B. 在最髙點(diǎn)時(shí)，若V<yfgR，軌道對(duì)小球的作用力方向向上，有可知速度越大，管壁對(duì)球的作用力越小：若廊，軌道對(duì)小球的作用力方向向下，有N + niQ = m R可知速度越大，管壁對(duì)球的彈力越大。選項(xiàng)B正確：C. 當(dāng)小球在水平直徑上方運(yùn)動(dòng)，恰好通過最高點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A管內(nèi)外壁均無作用力，選項(xiàng) C錯(cuò)

7、誤：D. 當(dāng)小球在水平直徑下方運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受豎直向下的重力，要有指向圓心的向心力，則 小球?qū)A管外壁一定有壓力作用，選項(xiàng)D正確。故選BD。5. 如圖所示，在水平圓盤上沿半徑方向放置用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）。A和B距軸心O的距離分別為rA=R, rQ=2R,且A、B與轉(zhuǎn)盤之間的最 大靜摩擦力都是忌，兩物塊A和B隨著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終與圓盤保持相對(duì)靜止。則在圓盤 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度從0緩慢增大的過程中，下列說法正確的是（）A. B所受合力一直等于A所受合力B. A受到的摩擦力一直指向圓心C. B受到的摩擦力先增大后不變D. A、B兩物塊與圓盤保持相對(duì)靜止的最大角速度【答案】CD

8、【解析】【分析】【詳解】當(dāng)圓盤角速度比較小時(shí)，由靜摩擦力提供向心力。兩個(gè)物塊的角速度相等，由F = nKO2r 可知半徑大的物塊B所受的合力大，需要的向心力增加快，最先達(dá)到最大靜摩擦力，之后 保持不變。當(dāng)B的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力之后，細(xì)線開始提供拉力，根據(jù)T + fm = nico2 - 2RT + fA = mco2R可知隨著角速度增大，細(xì)線的拉力7增大，A的摩擦力人將減小到零然后反向增大，當(dāng)A的摩擦力反向增大到最大，即fA = -fm時(shí)，解得角速度再繼續(xù)增大，整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。由以上分析，可知AB錯(cuò)誤，CD正確。故選CD06. 如圖所示，兩個(gè)嚙合的齒輪，其中小齒輪半徑為10cm,大齒輪半徑

9、為20cm,大齒輪中 C點(diǎn)離圓心02的距離為10cm, A、B兩點(diǎn)分別為兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)，則3、C三點(diǎn)的B. 角速度之比是1： 2： 2C. 向心加速度之比是4： 2： 1D. 轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比是1： 2： 2【答案】CD【解析】【分析】【詳解】A. 同緣傳動(dòng)時(shí)，邊緣點(diǎn)的線速度相等Va=Vb® 同軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)的角速度相等5=5 根據(jù)v=ci)r由聯(lián)立代入數(shù)據(jù)，可得% = 2vc 由聯(lián)立可得vA： vb： vc=2： 2： 1A錯(cuò)誤：B. 由聯(lián)立代入數(shù)據(jù)，可得孤：斑=2:1再由聯(lián)立可得B錯(cuò)誤：D.由于T =込CO由聯(lián)立可得D正確；C.根據(jù)由聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得C正確。故選CDoa = ccr

10、r := 4:2:17. 如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平而，圓錐筒固圧不動(dòng)，兩個(gè)質(zhì)疑相同的 小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平而內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A. 球A的周期一泄大于球B的周期B. 球A的角速度一定大于球B的角速度C. 球A的線速度一定大于球B的線速度D. 球A對(duì)筒壁的壓力一泄大于球B對(duì)筒壁的壓力【答案】AC【解析】【分析】【詳解】ABC.對(duì)小球受力分析，小球受到重力和支持力，它們的合力提供向心力，如圖:根據(jù)牛頓第二左律，有F=mg tan &=？ 一=mrco r解得co =A的半徑大.則A的線速度大，角速度小v = y/gr tan 0根據(jù)X莘知A球的周

11、期大,選項(xiàng)AC正確，B錯(cuò)誤;D. 因?yàn)橹С至Σ?竺COS&知球A對(duì)筒壁的壓力一泄等于球B對(duì)筒壁的壓力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC.8. 蕩秋千是大家喜愛的一項(xiàng)體冇活動(dòng)。某秋千的簡(jiǎn)化模型如圖所示，長度均為L的兩根細(xì) 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(shí)，細(xì)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(xì)繩的拉力大小均為Leos 0 _H2厶 cos' 0C. 小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，每根細(xì)繩的拉力大小均為2 cos <9D.

12、 小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，每根細(xì)繩的拉力大小均為磐%+三叫Leos & 2cos&【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB.設(shè)每根繩的拉力大小為匚小球釋放瞬間，受力分析如圖1,所受合力不為0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LcosO-Hcos a =LcqsOmg圖2聯(lián)立得丁 Leos。一 HT =一 mg2 厶 cosPA錯(cuò)誤，B正確：CD.小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，圖1中的& = 0,此時(shí)速度滿足由牛頓第二沱律得mgH = 八f22T' cos 0 - mg = m +其中R =厶cos。聯(lián)立解得mgH | mg2Lc

13、os2 0 2cos&C錯(cuò)誤，D正確。 故選BD。9. 如圖所示，在水平圓盤上放有質(zhì)量分別為m、2m的可視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)物體4、B、 C,圓盤可繞垂直圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為“=0，最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力。 三個(gè)物體與中心軸O處共線且04 = OB = BC = r = 0.2 m?，F(xiàn)將三個(gè)物體用輕質(zhì)細(xì)線相 連，保持細(xì)線伸直且恰無張力。若圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度Q極其緩慢地增大，重力加速度g取10 m/s2，則對(duì)于這個(gè)過程，下列說法正確的是（）A. A、B兩個(gè)物體同時(shí)達(dá)到最大靜摩擦力B. B、C兩個(gè)物體所受的靜摩擦力先增大后不變C. 當(dāng)&）> 5 rad/s時(shí)整體會(huì)

14、發(fā)生滑動(dòng)D. 當(dāng)rad/s v血V J孑rad/s時(shí)，在Q增大的過程中8、C間細(xì)線的拉力不斷增大【答案】BC【解析】【分析】【詳解】ABC.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，由靜摩擦力提供向心力。三個(gè)物體的角速度相等，由F = nicer r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得最快，最先達(dá)到最大靜摩 擦力，此時(shí)“ 2mg = 2ma 2rc當(dāng)C所受的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力之后，BC間細(xì)線開始提供拉力，3的摩擦力增大，達(dá) 到最大靜摩擦力后，&3間細(xì)線開始有力的作用，隨著角速度增大，A所受的摩擦力將減小 到零然后反向增大，當(dāng)人與B的摩擦力也達(dá)到最大值，且8、C間細(xì)線的拉力大于整體 的摩

15、擦力時(shí)整體將會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)人與B還受到細(xì)線的拉力，對(duì)C有T + /z 2mg = hncol 2rT = 2pmg對(duì)AB整體有得殆序當(dāng)co>=躬 rad/s時(shí)，整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。故A錯(cuò)誤，BC正確。D.當(dāng)V15 rad/s < co <5 rad/s時(shí)，在血增大的過程中，3C間細(xì)線的拉力逐漸增大。故D錯(cuò)誤。故選BCo10. A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，它們由相同材料制成，A的質(zhì)量為2m, B、C的質(zhì) 量各為m.如果0A二0B二R, 0O2R,則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)（設(shè)A、B、C都沒有滑動(dòng)），下述結(jié)論 中正確的是（）A. 物體A向心加速度最大B. B物靜摩擦力最小C. 當(dāng)圓臺(tái)

16、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C比B先開始滑動(dòng)D. 當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，A比B先開始滑動(dòng)【答案】BC【解析】A、三個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相等，向心加速度可見，半徑越大,向心加速度越大，所以C物的向心加速度最大，A錯(cuò)誤；B、三個(gè)物體的合力都指向圓心，對(duì)任意一個(gè)受力分析，如圖支持力與重力平衡，由靜摩擦力f提供向心力，則得f = Fn.根據(jù)題意，陀=2口 =2心=27?由向心力公式耳得三個(gè)物體所受的靜摩擦力分別為: fA = （2m） ccrR = 2m（xrR,fc = mar （27?） = IniarR,故B物受到的靜摩擦力最小，B正確：C、D當(dāng)3變大時(shí)，所需要的向心力也變大，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)

17、，物體開始滑動(dòng).當(dāng) 轉(zhuǎn)速增加時(shí)，久C所需向心力同步增加，且保持相等.3所需向心力也都增加，人和C所 需的向心力與8所需的向心力保持2： 1關(guān)系.由于B和C受到的最大靜摩擦力始終相 等，都比&小，所以C先滑動(dòng)，A和B后同時(shí)滑動(dòng)，C正確：D錯(cuò)誤：故選BC.11. 如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的人、3兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻 速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（）A. 力對(duì)B的摩擦力指向圓心B. B運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于A運(yùn)動(dòng)所需的向心力C. 盤對(duì)B的摩擦力是8對(duì)A的摩擦力的2倍D. 若逐漸增大圓盤的轉(zhuǎn)速（&、B兩物塊仍相對(duì)盤靜I上），盤對(duì)8的摩擦力始終指向圓心 且不斷增大【

18、答案】C【解析】【詳解】A.兩物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，都有沿半徑向外的滑動(dòng)趨勢(shì)，受力分析如圖則所受靜摩擦力均沿半徑指向圓心，由牛頓第三泄理可知人對(duì)8的靜摩擦力沿半徑向外， 故A錯(cuò)誤；B. 兩物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同為力，運(yùn)動(dòng)半徑為廠，則兩物體轉(zhuǎn)動(dòng)所需的向心力均為 Wr，即B運(yùn)動(dòng)所需的向心力等于人運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故B錯(cuò)誤：C. 對(duì)整體由牛頓第二定律可知fB = Imarr對(duì)A由牛頓第二定律得則盤對(duì)B的摩擦力是B對(duì)&的摩擦力的2倍，故C正確；D. 在增大圓盤轉(zhuǎn)速的瞬間，兩物體有沿半徑向外的趨勢(shì)和沿切線向后的趨勢(shì)，則此時(shí)靜 摩擦力方向在徑向和切向之間，與線速度成銳角，徑向分力繼續(xù)提供向心力，切向

19、分力提 供切向加速度使線速度增大，從而保證滑塊繼續(xù)跟著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，而物體隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)時(shí)靜 摩擦力又恢復(fù)成沿半徑方向提供向心力，故增大圓盤轉(zhuǎn)速，盤對(duì)8的摩擦力大小不斷增 大，但方向不是始終指向圓心，故D錯(cuò)誤。故選C。12. 上海磁懸浮線路需要轉(zhuǎn)彎的地方有三處，苴中設(shè)計(jì)的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)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(dá)到1300米。一個(gè)質(zhì)呈：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(jì)特別長可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)更舒適B. 彎道半徑設(shè)計(jì)特別長可以減小轉(zhuǎn)彎時(shí)列車的傾斜程度C. 乘客受到來自車廂的力大小約為53

20、9ND. 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)V2a =R在速度一圧的情況下，轉(zhuǎn)彎半徑越大，需要的向心加速度越小，乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)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)r VF = m R代入數(shù)據(jù)可得，轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力大約為200N,而車箱給人的合力存產(chǎn) J（加 g）2 + h=539NC正確，D錯(cuò)誤。故不正確的應(yīng)選D。13. 長為厶的細(xì)線一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固泄在一光滑錐頂

21、 上，光滑錐頂角為20,軸線在豎直方向，如圖甲所示。使小球在水平而內(nèi)做角速度為血 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線的張力為幾經(jīng)分析可得丁-血?關(guān)系圖像如圖乙所示，已知重力加速度 為辦則（）B. 2厶D.圖線2的斜率k2 = mLA. a = mg sin 0C.圖線2的斜率k = wLsin 0【答案】D【解析】【分析】【詳解】A. 當(dāng)角速度為零時(shí)，受力分析則有T = tng cos & = a故A錯(cuò)誤。B. 當(dāng)小球貼著光滑圓錐做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由題圖可知，當(dāng)角速度的平方達(dá)到b時(shí)，支 持力為零，有mg tan 0 = /nA sin Gar解得co1 = b =-LcqsO故B錯(cuò)誤。C. 小球未脫離圓錐時(shí)，有T sin & - N cos & = mL sin OarT cos&+Nsin& = /ng聯(lián)立兩式解得T = mg cos 0 + mLsin2 Oar可知圖線1的斜率k =m£sin2 0故C錯(cuò)誤。D當(dāng)小球脫離圓錐后，有T sna = mLsinaar即T = mLccr則圖線2的斜率k、= mL故D正確。故選Do14. 如圖所示，水平桿固泄在豎直桿上，兩者互相垂直，水平桿上O、A兩點(diǎn)連接有兩輕 繩，