人教版高一物理下冊(cè)圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題(Word版含答案)

4〃7g+4〃7g+kx一、第六章圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題培優(yōu)（難）1.如圖所示，有一可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平足夠大圓盤，上面放置勁度系數(shù)為k的彈簧，彈簧的一端固定于軸。上，另一端連接質(zhì)量為m的小物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)），物塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，開始時(shí)彈簧未發(fā)生形變，長度為1,若最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，物塊A始終與圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。則（ ）A.當(dāng)圓盤角速度緩慢地增加，物塊受到摩擦力有可能背離圓心B.當(dāng)圓盤角速度增加到足夠大，彈簧將伸長c.當(dāng)圓盤角速度為，區(qū)，物塊開始滑動(dòng)D.當(dāng)彈簧的伸長量為X時(shí)，圓盤的角速度為.〃〃/十■VmL【答案】BC【解析】【分析】【詳解】AB.開始時(shí)彈簧未發(fā)生形變，物塊受到指向圓心的靜摩擦力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力；隨著圓盤角速度緩慢地增加，當(dāng)角速度增加到足夠大時(shí)，物塊將做離心運(yùn)動(dòng)，受到摩擦力為指向圓心的滑動(dòng)摩擦力，彈簧將伸長。在物塊與圓盤沒有發(fā)生滑動(dòng)的過程中，物塊只能有背離圓心的趨勢(shì)，摩擦力不可能背離圓心，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C.設(shè)圓盤的角速度為3。時(shí)，物塊將開始滑動(dòng)，此時(shí)由最大靜摩擦力提供物體所需要的向心力，有〃〃吆=mLco^解得選項(xiàng)C正確；D.當(dāng)彈簧的伸長量為X時(shí)，物塊受到的摩擦力和彈簧的彈力的合力提供向心力，則有4〃7g+kx=ma）2CL+x）解得CD=ni(L+x)CD=ni(L+x)選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BCo2.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的物體A和B,A和B質(zhì)量都為m.它們分居在圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為Ra=r,Rb=2jA、B與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)H相同.若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）B.此時(shí)圓盤的角速度為3=｛寧C.此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外D.此時(shí)燒斷繩子物體A、B仍將隨盤一塊轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】ABC【解析】【分析】【詳解】C.4、B兩物體相比，8物體所需要的向心力較大，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，8先有滑動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)8所受的靜摩擦力沿半徑指向圓心，4所受的靜摩擦力沿半徑背離圓心，故C正確；AB.當(dāng)剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，以B為研究對(duì)象，有T+jjmg=2mra）2以人為研究對(duì)象，有T-4mg=mra）2聯(lián)立可得T=3"mg。二再故AB正確：D.若燒斷繩子，則4B的向心力都不足，都將做離心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.故選ABC.3.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.小球在最高點(diǎn)時(shí)速度v的最小值為MB.小球在最高點(diǎn)時(shí)速度v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管外壁一定有壓力【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A.小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)，小球在最高點(diǎn)的速度為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.在最高點(diǎn)時(shí)，若"咽,軌道對(duì)小球的作用力方向向上，有*>V-mg-N=m—可知速度越大，管樊對(duì)球的作用力越??；若孰，軌道對(duì)小球的作用力方向向下，有1廠N+mg=m—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)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BDo4.如圖所示，水平的木板B托著木塊A一起在豎直平面內(nèi)做圓心為。的勻速圓周運(yùn)動(dòng),0。水平，從最高點(diǎn)b沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)的過程中（ ）B對(duì)A的支持力越來越大B對(duì)A的支持力越來越小c.B對(duì)A的摩擦力越來越小D.B對(duì)A的摩擦力越來越大【答案】AD【解析】【分析】【詳解】由于始終做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力指向圓心，合力大小不變，從最高點(diǎn)b沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)的過程中，合力的水平分量越來越大，豎直向下的分量越來越小，而合力由重力，支持力和摩擦力提供，因此對(duì)A進(jìn)行受力分析可知，A受到的摩擦力越來越大，B對(duì)A的支持力越來越大，因此AD正確，BC錯(cuò)誤。故選ADo5.如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)小球懸于同一懸點(diǎn)0,且在。點(diǎn)下方垂直距離h=lm處的同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸線長Li=3m,G=2m,則A、B兩小球()A.周期之比7"i：7*2=2：3 B.角速度之比3i：勿2=1：1C.線速度之比Vi：V2=yfs： D.向心加速度之比s：02=8：3【答案】BC【解析】【分析】【詳解】AB.小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由重力mg和懸線拉力F的合力提供，設(shè)懸線與豎直方向的夾角為也對(duì)任意一球受力分析，由牛頓第二定律有：在豎直方向有FcosQ-mg=0...?在水平方向有4乃2

尸sind=m——Lsind…②

T-由①@得T=2兀5Vg分析題意可知，連接兩小球的懸線的懸點(diǎn)距兩小球運(yùn)動(dòng)平面的距離為力“cose,相等，所以周期相等ri：r2=i：1角速度則角速度之比31：32=1：1故A錯(cuò)誤，B正確；C.根據(jù)合力提供向心力得mgtanO=m ?tang解得v=根據(jù)幾何關(guān)系可知也訪廣西9L*htana=后乙小

h故線速度之比故C正確：D.向心加速度方V3,則向心加速度之比等于線速度之比為%—提:小故D錯(cuò)誤。故選BCa.水平光滑直軌道帥與半徑為R的豎直半圓形光滑軌道尻相切，一小球以初速度vo沿直軌道向右運(yùn)動(dòng)，如圖所示，小球進(jìn)入圓形軌道后剛好能通過c點(diǎn)，然后小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在直軌道上的d點(diǎn)，則（）A.小球到達(dá)c點(diǎn)的速度為阿B.小球在c點(diǎn)將向下做自由落體運(yùn)動(dòng)C.小球在直軌道上的落點(diǎn)d與b點(diǎn)距離為2RD.小球從c點(diǎn)落到d點(diǎn)需要時(shí)間為2【答案】ACD【解析】【分析】【詳解】小球恰好通過最高點(diǎn)C,根據(jù)重力提供向心力，有：機(jī)g=ni—解得：v=yfgR故A正確；小球離開c點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，即水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，=vot豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，2R=；g-解得：7=2，工；Shd=2R故B錯(cuò)誤：CD正確；故選ACD.如圖所示，半徑分別為R和2R的甲、乙兩薄圓盤固定在同一轉(zhuǎn)軸上，距地面的高度分別為2人和人兩物塊a、b分別置于圓盤邊緣，a、b與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃相等，轉(zhuǎn)軸從靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察發(fā)現(xiàn)，a離開圓盤甲后，未與圓盤乙發(fā)生碰撞，重力加速度為g,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則（ ）4RA.動(dòng)摩擦因數(shù)〃一定大于打.離開圓盤前，a所受的摩擦力方向一定指向轉(zhuǎn)軸C.離開圓盤后，a運(yùn)動(dòng)的水平位移大于b運(yùn)動(dòng)的水平位移5RD.若〃=王-,落地后a、b到轉(zhuǎn)軸的距離之比為JU：JIZ2/7【答案】ABD【解析】【詳解】A.由題意可知，兩物塊隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，當(dāng)最大靜摩擦力提供物體向心力時(shí)，此時(shí)的角速度為物體隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)的最大角速度，為臨界角速度，根據(jù)牛頓第二定律得4〃7bg=2%R①;解得b物體滑離圓盤乙的臨界角速度為同理可得，a物塊的臨界角速度為由幾何知識(shí)知，物體a滑離圓盤時(shí)，其位移的最小值為由題意知，其未與圓盤乙相碰，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知x=Rg.i=Rg.后＞久.=6R解得4>3R4>3R2h所以A正確；B.離開圓盤前，a隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由靜摩擦力來提供向心力，所以a所受的摩擦力方向一定指向轉(zhuǎn)軸，B正確：C.由于所以一定是b物塊先離開圓盤，離開圓盤后，物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)b物體的水平位移為幾=vb/=2R統(tǒng)『=2班而同理可得，a物體的水平位移為xa= =Ra\?f=R%? =2jihR故離開圓盤后a的水平位移等于b的水平位移，所以C錯(cuò)誤；D.當(dāng)"五時(shí)a的落地點(diǎn)距轉(zhuǎn)軸的距離為占=Jr。+石=VITr同理，b的落地點(diǎn)距轉(zhuǎn)軸的距離為&=叵尤5/14所以D正確。故選ABDo

8.無級(jí)變速是指在變速范圍內(nèi)任意連續(xù)地變換速度，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的擋位變速器，很多高檔汽車都應(yīng)用了“無級(jí)變速”.圖所示為一種“滾輪一平盤無級(jí)變速器”的示意圖，它由固定在主動(dòng)軸上的平盤和可隨從動(dòng)軸移動(dòng)的圓柱形滾輪組成.由于摩擦的作用，當(dāng)平盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪就會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，如果認(rèn)為滾輪不會(huì)打滑，那么主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速m、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速立、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動(dòng)軸軸線的距離x之間的關(guān)系是().從動(dòng)軸從動(dòng)軸xA.n2=ni—尸C.n2=ni=r【答案】A【解析】由滾輪不會(huì)打滑可知，主動(dòng)軸上的平盤與可隨從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形滾輪在接觸點(diǎn)處的線速X度相同，即V1=V2,由此可得X,2nni=r?2nn2,所以n2=ni—,選項(xiàng)A正確.r9.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，叫b點(diǎn)分別位于大小齒輪的邊緣，C點(diǎn)位于大齒輪的半徑中點(diǎn)，當(dāng)紙帶勻速走動(dòng)時(shí)()a、b點(diǎn)的線速度大小相同B.c點(diǎn)的線速度大小相同C.b、c點(diǎn)的角速度相同D.大小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同【答案】A【解析】【分析】【詳解】AD,。、b點(diǎn)是同緣傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)的線速度大小相同，方向相反，即A正確，D錯(cuò)誤:a,c點(diǎn)是同軸傳動(dòng)，角速度相等，即g=q根據(jù)丫=/，.知線速度與半徑成正比，半徑不同，線速度不同，B錯(cuò)誤：C.匕=以，根據(jù)u=?.知角速度與半徑成反比，有4：4=%.=1：2所以例=2&=24C錯(cuò)誤。故選Ao10.如圖所示，放于豎直面內(nèi)的光滑金屬細(xì)圓環(huán)半徑為R,質(zhì)量為m的帶孔小球穿在環(huán)上，同時(shí)有一長為R的細(xì)繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點(diǎn)，繩上的最大拉力為2mg,當(dāng)圓環(huán)以角速度3繞豎直直徑轉(zhuǎn)動(dòng)，且細(xì)繩伸直時(shí)，則3不可能為（ ）???【答案】D【解析】【分析】【詳解】因?yàn)閳A環(huán)光滑，所以小球受到重力、環(huán)對(duì)球的彈力、繩子的拉力等三個(gè)力。細(xì)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(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60。，如圖所示當(dāng)圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小球繞豎直軸做圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由三個(gè)力在水平方向的合力提供，其大小為F=marr根據(jù)幾何關(guān)系，其中r=/?sin60°一定，所以當(dāng)角速度越大時(shí)，所需要的向心力越大，繩子拉力越大，所以對(duì)應(yīng)的臨界條件是小球在此位置剛好不受拉力，此時(shí)角速度最小，需要的向心力最小，對(duì)小球進(jìn)行受力分析得qm=mgtan60?！ㄟ簍an60°=Rsin60°解得當(dāng)繩子的拉力達(dá)到最大時(shí)，角速度達(dá)到最大,k=&sm600+7_sm60。國cos60°=7^cos60°+mg可得L=33mg同理可知，最大角速度為范圍內(nèi)，故選范圍內(nèi)，故選D。1L小明撐一雨傘站在水平地面上，傘面邊緣點(diǎn)所圍圓形的半徑為R，現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿以角速度/勻速旋轉(zhuǎn)，傘邊緣上的水滴落到地面，落點(diǎn)形成一半徑為廣的圓形，當(dāng)?shù)刂?/p>

力加速度的大小為g,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推知傘邊緣距地面的高度為（）A B. ）c.mD,上2療R2 2療, 2蘇R， 2蘇R2【答案】A【解析】【分析】【詳解】雨點(diǎn)甩出后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有水平方向初速度為雨傘邊緣的線速度，所以Vo=a）R雨點(diǎn)甩出后水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)x=vot=a)Rx=vot=a)R傘邊緣上的水滴落到地面，落點(diǎn)形成一半徑為r的圓形，根據(jù)幾何關(guān)系可知水平距離為所以解得故選A.點(diǎn)評(píng)：本題就是對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查，平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為在水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)來求解.12.長為1的細(xì)線一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在一光滑錐頂上，光滑錐頂角為26,軸線在豎直方向，如圖甲所示。使小球在水平面內(nèi)做角速度為①的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線的張力為丁，經(jīng)分析可得T-#關(guān)系圖像如圖乙所示，己知重力加速度為g。則（）

A.a=mgsm0C.圖線1的斜率a=〃比smd【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B.b=—LD.圖線2B.b=—LD.圖線2的斜率h=〃也故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mgtan0=mLsinOar解得co1=b=——-——

LcosO故B錯(cuò)誤。C.小球未脫離圓錐時(shí)，有Tsm0-Ncos0=mLsmOc(rTcos6+Nsin8=mg聯(lián)立兩式解得T=mgcos0+niLsin2Oar可知圖線1的斜率k[=mLsin20故C錯(cuò)誤。D.當(dāng)小球脫離圓錐后，有Tsma=rnLsiiiciar即T=mLor則圖線2的斜率

kk、=mL故D正確。故選D。.如圖所示，一個(gè)半徑為R的實(shí)心圓盤，其中心軸與豎直方向的夾角為30°，開始時(shí),圓盤靜止，其上表面覆蓋著一層灰塵，沒有掉落?，F(xiàn)將圓盤繞其中心軸旋轉(zhuǎn)，其角速度從零緩慢增大至⑼此時(shí)圓盤表面上的灰塵75%被甩掉。設(shè)灰塵與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為【答案】A【解析】【分析】【詳解】越靠近邊緣的灰塵越容易被甩掉，剩余的灰塵半徑為，則(1—75%)乃7?2=不產(chǎn)解得r=-R2在圓盤的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓的第二定律jLiingcos0-mgsin0=marr解得A正確，BCD錯(cuò)誤。故選Ao.如圖是德國物理學(xué)家史特恩設(shè)計(jì)的最早測(cè)定氣體分子速率的示意圖.M、N是兩個(gè)共軸圓筒的橫截面，外筒N的半徑為上內(nèi)筒的半徑比R小得多，可忽略不計(jì).筒的兩端封閉，兩筒之間抽成真空，兩筒以相同角速度3繞其中心軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng).M筒開有與轉(zhuǎn)軸平行的狹縫S,且不斷沿半徑方向向外射出速率分別為上和上的分子，分子到達(dá)N筒后被吸附，如果R匕、也保持不變，3取某合適值，則以下結(jié)論中正確的是（ ）

RRA.當(dāng)—RRA.當(dāng)———匕匕?！ā獣r(shí)（n為正整數(shù)），分子落在不同的狹條上CDRR2兀B.當(dāng)7+7=〃——時(shí)（n為正整數(shù)），分子落在同一個(gè)狹條上乂匕①C.只要時(shí)間足夠長，N筒上到處都落有分子D.分子不可能落在N筒上某兩處且與S平行的狹條上【答案】A【解析】微粒從M到N運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=-,對(duì)應(yīng)N筒轉(zhuǎn)過角度O=OJt=—,即如果以v浦寸出時(shí)，轉(zhuǎn)過1c ①R 一一c coR角度：q=&=——,如果以V2射出時(shí)，轉(zhuǎn)過角度：