新高考物理一輪復(fù)習(xí)提升練習(xí)導(dǎo)學(xué)案第17講 圓周運(yùn)動(dòng)物理量向心力（解析版）

第17講描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量向心加速度向心力第17講描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量向心加速度向心力學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)明確目標(biāo)確定方向掌握描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其之間的關(guān)系.2能夠分析向心力來(lái)源，并且解決生活中的實(shí)際問(wèn)題【知識(shí)回歸】回歸課本夯實(shí)基礎(chǔ)第一部分基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)及描述1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，若在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)相等，就是勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)特點(diǎn)：加速度大小不變，方向始終指向圓心，是變加速運(yùn)動(dòng).(3)條件：合外力大小不變、方向始終與速度方向垂直且指向圓心.2.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量定義、意義公式、單位線速度描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量(v)(1)v＝eq\f(Δs,Δt)＝eq\f(2πr,T)(2)單位：m/s角速度描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量(ω)(1)ω＝eq\f(Δθ,Δt)＝eq\f(2π,T)(2)單位：rad/s周期物體沿圓周運(yùn)動(dòng)一圈的時(shí)間(T)(1)T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2π,ω)，單位：s(2)f＝eq\f(1,T)，單位：Hz向心加速度(1)描述速度方向變化快慢的物理量(an)(2)方向指向圓心(1)an＝eq\f(v2,r)＝rω2(2)單位：m/s23．圓周運(yùn)動(dòng)各物理量間的關(guān)系二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力1.作用效果向心力產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向，不改變速度的大小.2.大小F＝meq\f(v2,r)＝mrω2＝meq\f(4π2,T2)r＝mωv＝4π2mf2r.3.方向始終沿半徑方向指向圓心，時(shí)刻在改變，即向心力是一個(gè)變力.4.來(lái)源向心力可以由一個(gè)力提供，也可以由幾個(gè)力的合力提供，還可以由一個(gè)力的分力提供.第二部分重難點(diǎn)知識(shí)辨析一．常見(jiàn)的三種傳動(dòng)方式及特點(diǎn)1皮帶傳動(dòng)：如圖甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。2摩擦傳動(dòng)：如圖甲所示，兩輪邊緣接觸，接觸點(diǎn)無(wú)打滑現(xiàn)象時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。3同軸傳動(dòng)：如圖乙所示，兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等，即ωA＝ωB?！镜淅治觥烤x例題提高素養(yǎng)【例1】多選．圖示為某一皮帶傳動(dòng)裝置．主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2。已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑。下列說(shuō)法中正確的是（）A．從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．從動(dòng)輪的角速度為SKIPIF1<0 D．從動(dòng)輪的角速度為SKIPIF1<0例1【答案】BC【詳解】AB．由于皮帶交叉連接，則從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．同一皮帶上線速度相等，有SKIPIF1<0則從動(dòng)輪的角速度為SKIPIF1<0故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。【例2】．如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺(tái)的某一半徑上的兩點(diǎn)A、B下固定長(zhǎng)度相等的輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩另一端有質(zhì)量相等的兩相同小球1和小球2。當(dāng)水平轉(zhuǎn)臺(tái)繞著豎直軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)（）A．兩小球線速度大小相等 B．兩小球向心加速度大小相等C．細(xì)線與豎直方向的夾角SKIPIF1<0大于SKIPIF1<0 D．小球1所受細(xì)繩的拉力小于小球2所受細(xì)繩的拉力【答案】D【詳解】A．小球1、2共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，小球1轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑小于小球2，根據(jù)SKIPIF1<0可知，小球1的線速度小，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)SKIPIF1<0知，兩小球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不等，則向心加速度大小不等，故B錯(cuò)誤；CD．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力和繩子的拉力提供，則有SKIPIF1<0由于小球2的半徑大，則小球2的繩與豎直方向的夾角大，所以小球1所受細(xì)繩的拉力小于小球2所受細(xì)繩的拉力，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。【例3】．風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖（a）所示．光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測(cè)器接收，當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪帶動(dòng)凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)時(shí)光被擋?。阎L(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r，每轉(zhuǎn)動(dòng)n圈帶動(dòng)凸輪圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈．若某段時(shí)間Δt內(nèi)探測(cè)器接收到的光強(qiáng)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖（b）所示，則該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)輪葉片A．轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為SKIPIF1<0B．轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為SKIPIF1<0C．轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為SKIPIF1<0D．轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為SKIPIF1<0【答案】B【詳解】根據(jù)題意，從圖（b）可以看出，在SKIPIF1<0時(shí)間內(nèi)，探測(cè)器接收到光的時(shí)間在增長(zhǎng)，圓盤凸輪的擋光時(shí)間也在增長(zhǎng)，可以確定圓盤凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在減?。辉赟KIPIF1<0時(shí)間內(nèi)可以從圖看出有4次擋光，即圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)4周，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)了4n周，風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為SKIPIF1<0，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)速率為：SKIPIF1<0，故選項(xiàng)B正確．【例4】．圖甲為游樂(lè)場(chǎng)某種型號(hào)的“魔盤”，兒童坐在圓錐面上，隨“魔盤”繞通過(guò)頂點(diǎn)SKIPIF1<0的豎直軸SKIPIF1<0轉(zhuǎn)動(dòng)，圖乙為“魔盤”側(cè)視截面圖，圖丙為俯視圖。可視為質(zhì)點(diǎn)的三名兒童SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，其質(zhì)量SKIPIF1<0，到頂點(diǎn)的距離SKIPIF1<0，與錐面的動(dòng)摩擦因數(shù)都相等。在“魔盤”轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．若三名兒童均未在錐面上發(fā)生滑動(dòng)，則SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的向心力之比SKIPIF1<0B．若“魔盤”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)且三名兒童均未在錐面上發(fā)生滑動(dòng)，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0所受合外力都指向頂點(diǎn)OC．若“魔盤”轉(zhuǎn)速緩慢增大且三名兒童均未在錐面上發(fā)生滑動(dòng)，則SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0所受摩擦力均增大D．若“魔盤”轉(zhuǎn)速緩慢增大，SKIPIF1<0將最先發(fā)生滑動(dòng)，然后SKIPIF1<0發(fā)生滑動(dòng)，最后SKIPIF1<0發(fā)生滑動(dòng)例4【答案】C【詳解】A．未滑動(dòng)時(shí)，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0角速度相同，根據(jù)向心力公式SKIPIF1<0由題意可知做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑SKIPIF1<0之比等于到頂點(diǎn)的各距離之比，故可得SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的向心力之比SKIPIF1<0A錯(cuò)誤；B．未滑動(dòng)時(shí)，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0所受合外力提供此時(shí)向心力，故合力沿水平方向指向轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0，B錯(cuò)誤；C．設(shè)錐面與豎直軸SKIPIF1<0夾角為SKIPIF1<0，對(duì)沿錐面方向根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0即SKIPIF1<0①隨著轉(zhuǎn)速緩慢增大，SKIPIF1<0在增大，故SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0所受摩擦力均增大，C正確；D．對(duì)沿垂直于錐面方向根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0②達(dá)到臨界角速度SKIPIF1<0時(shí)有SKIPIF1<0③聯(lián)立①②③解得SKIPIF1<0因?yàn)镾KIPIF1<0做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑最大，故臨界角速度最小，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速緩慢增大時(shí)，最先滑動(dòng)；SKIPIF1<0、SKIPIF1<0做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，故隨著轉(zhuǎn)速緩慢增大將同時(shí)發(fā)生滑動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選C?！眷柟叹毩?xí)】舉一反三提高能力多選1．某小區(qū)車庫(kù)出入口采用如圖所示的直桿道閘，桿OA長(zhǎng)為SKIPIF1<0。道閘抬起的過(guò)程中，在時(shí)間t內(nèi)，桿OA繞O點(diǎn)由虛線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置，A點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)為s，對(duì)此過(guò)程中的A點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．線速度大小為SKIPIF1<0，方向不變 B．角速度大小為SKIPIF1<0C．向心加速度大小為SKIPIF1<0，方向總指向O點(diǎn) D．轉(zhuǎn)過(guò)的角度為SKIPIF1<01【答案】BD【詳解】A．線速度大小為SKIPIF1<0方向不斷變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．角速度大小為SKIPIF1<0選項(xiàng)B正確；C．向心加速度大小為SKIPIF1<0方向總指向O點(diǎn)

，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．轉(zhuǎn)過(guò)的角度為SKIPIF1<0選項(xiàng)D正確。故選BD。多選2．陀螺是人們小時(shí)候特別喜歡玩的玩具，在公園里也經(jīng)常可見(jiàn)很多老大爺通過(guò)玩陀螺來(lái)健身。如圖所示，陀螺上a、b、c三點(diǎn)釘了三顆質(zhì)量均為m=0.01kg的小釘子，其中釘子c距離中心的距離為R=5cm，則當(dāng)陀螺以SKIPIF1<0=10rad/s旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)軸在豎直方向，下列說(shuō)法正確的是（）A．三顆釘子的向心加速度a>a>aB．三顆釘子的向心加速度a<a<aC．釘子c受到陀螺對(duì)它的作用力為SKIPIF1<010-2ND．釘子c受到陀螺對(duì)它的作用力為5×10-2N2【答案】BC【詳解】AB．由向心加速度公式，即SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0a、b、c三點(diǎn)的角速度相同，故可得三顆釘子的向心加速度aa<ab<ac，A錯(cuò)誤，B正確；CD．對(duì)釘子受力分析可知，釘子c受到陀螺對(duì)它的作用力為SKIPIF1<0D錯(cuò)誤，C正確。故選C。多選3．如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P.它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中，克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為a，容器對(duì)它的支持力大小為N，則()A．a(chǎn)＝SKIPIF1<0 B．a(chǎn)＝SKIPIF1<0C．N＝SKIPIF1<0 D．N＝SKIPIF1<03【答案】AC【詳解】試題分析:質(zhì)點(diǎn)P下滑的過(guò)程，由動(dòng)能定理得SKIPIF1<0，可得SKIPIF1<0；在最低點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)P的向心加速度SKIPIF1<0；根據(jù)牛頓第二定律得SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0；故AC正確，BD錯(cuò)誤．故選AC．考點(diǎn)：考查動(dòng)能定理；向心力．多選4．如圖，廣場(chǎng)水平地面上同種盆栽緊密排列在以SKIPIF1<0為圓心、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0為半徑的同心圓上，圓心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均可調(diào)節(jié)，以保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中。依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時(shí)，噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度分別用SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0表示?；ㄅ璐笮∠嗤霃竭h(yuǎn)小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長(zhǎng)度和空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A．若SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0B．若SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0C．若SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則落入每個(gè)花盆的水量相同D．若SKIPIF1<0，噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周且落入每個(gè)花盆的水量相同，則SKIPIF1<04【答案】BD【詳解】AB．根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知若h1=h2，則v1:v2=R1:R2若v1=v2，則SKIPIF1<0選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．若SKIPIF1<0，則噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相同，因v1=v2，出水口的截面積相同，可知單位時(shí)間噴出水的質(zhì)量相同，噴水嘴轉(zhuǎn)動(dòng)一周噴出的水量相同，但因內(nèi)圈上的花盆總數(shù)量較小，可知得到的水量較多，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．設(shè)出水口橫截面積為S0，噴水速度為v，若SKIPIF1<0，則噴水管轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相等，因h相等，則水落地的時(shí)間相等，則SKIPIF1<0相等；在圓周上單位時(shí)間內(nèi)單位長(zhǎng)度的水量為SKIPIF1<0相等，即一周中每個(gè)花盆中的水量相同，選項(xiàng)D正確。故選BD。5．如圖所示為大眾雙離合變速箱的工作原理簡(jiǎn)化圖。上面為動(dòng)力輸入軸承，下面為動(dòng)力輸出軸承，圖為變速箱掛到Ⅲ擋模式，此時(shí)1、3、5齒輪與軸承咬合，3齒輪與下方對(duì)應(yīng)的輸出齒輪咬合。已知A，B，C三點(diǎn)所在齒輪半徑大小關(guān)系為SKIPIF1<0，則在此模式轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下（

）A．A點(diǎn)與B點(diǎn)的向心加速度大小相同 B．B點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度大小相同C．B點(diǎn)與C點(diǎn)的線速度相同 D．B點(diǎn)所在的輪與C點(diǎn)所在的輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反5【答案】D【詳解】A．A點(diǎn)與B點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，由于轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑不相等，由向心加速度公式SKIPIF1<0A點(diǎn)與B點(diǎn)的向心加速度大小不相同，A錯(cuò)誤；BC．B點(diǎn)與C點(diǎn)是齒輪帶動(dòng)的邊緣上的點(diǎn)，線速度大小相同，方向不同由于兩點(diǎn)軌道半徑不相等，則角速度不相同，BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)題意可知，B點(diǎn)所在的輪通過(guò)齒輪帶動(dòng)C點(diǎn)所在的輪，兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，D正確。故選D。6．2017年7月23日，在第13屆莫斯科航展上“俄羅斯勇士”，飛行表演隊(duì)完成了倒飛筋斗的動(dòng)作，現(xiàn)將其簡(jiǎn)化成如圖所示的光滑的板（飛機(jī)）和小球（飛行員），讓小球在豎直面內(nèi)始終與板相對(duì)靜止且做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。A為圓周的最高點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B，D與圓心O等高，且此時(shí)板與水平面成θ角。設(shè)小球的質(zhì)量為m，做圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R，線速度為v，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球通過(guò)C處時(shí)向心力與小球通過(guò)A處的向心力相同B．小球在A處的線速度大小可能為SKIPIF1<0C．小球在C處受到板的彈力比在A處大5mgD．在B、D兩處板與水平面的傾角與小球的運(yùn)動(dòng)速度v應(yīng)滿足SKIPIF1<06【答案】D【詳解】A．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)C處時(shí)向心力與小球通過(guò)A處的向心力大小相等，方向不同，故A錯(cuò)誤；B．小球做在最高點(diǎn)至少受到重力作用，所以最高點(diǎn)的速度至少滿足SKIPIF1<0則SKIPIF1<0即小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度一定大于等于SKIPIF1<0，不可能為SKIPIF1<0，故B錯(cuò)誤；C．在A點(diǎn)根據(jù)向心力計(jì)算公式可得SKIPIF1<0在C點(diǎn)根據(jù)向心力計(jì)算公式可得SKIPIF1<0聯(lián)立可得SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤；在B、D兩處板與水平面夾角為θ，在B、D兩處，對(duì)小球進(jìn)行受力分析\根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0所以在B、D兩處板的傾角與小球的運(yùn)動(dòng)速度v應(yīng)滿足SKIPIF1<0故D正確。故選D。7．甲圖為深圳“灣區(qū)之光”大轉(zhuǎn)輪全景圖，已知“灣區(qū)之光”摩天輪是一種轎廂自轉(zhuǎn)式摩天輪，轎廂廂體通過(guò)轎廂圓環(huán)固定在大轉(zhuǎn)輪外側(cè)，如圖乙所示，在大轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轎廂廂體也在轎廂圓環(huán)內(nèi)自轉(zhuǎn)，使得游客始終處于轎廂的最低處，與站在地面上的感覺(jué)一樣。如果大轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，則轎廂廂體（）A．轎廂廂體自轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼．轎廂廂體邊沿各點(diǎn)的線速度與大轉(zhuǎn)輪邊沿各點(diǎn)的線速度相等C．轎廂廂體自轉(zhuǎn)的周期與大轉(zhuǎn)輪的周期一樣D．丙圖中A、B兩轎廂中的觀光者受到的向心力均相同7【答案】C【詳解】A．轎廂廂體自轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，使得游客始終處于轎廂的最低處，與站在地面上的感覺(jué)一樣。A錯(cuò)誤；B．根據(jù)SKIPIF1<0，轎廂廂體邊沿各點(diǎn)和大轉(zhuǎn)輪邊沿各點(diǎn)角速度相同，前者到轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0的距離大于后者到轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0的距離，轎廂廂體邊沿各點(diǎn)的線速度大于大轉(zhuǎn)輪邊沿各點(diǎn)的線速度。B錯(cuò)誤；C．大轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)一周，轎廂廂體逆時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn)一周，使得游客始終處于轎廂的最低處，與站在地面上的感覺(jué)一樣。轎廂廂體自轉(zhuǎn)的周期與大轉(zhuǎn)輪的周期一樣。C正確；D．丙圖中A、B兩轎廂中的觀光者受到的向心力方向不同，兩觀光者質(zhì)量大小未知，無(wú)法判斷所受向心力大小是否相同。D錯(cuò)誤；故選C。8．如圖，為防止航天員的肌肉萎縮，中國(guó)空間站配備了健身自行車作為健身器材。某次航天員健身時(shí)，腳踏板始終保持水平，當(dāng)腳踏板從圖中的實(shí)線處勻速轉(zhuǎn)至虛線處的過(guò)程中，關(guān)于腳踏板上P、Q兩點(diǎn)的說(shuō)法正確的是（）A．P做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．P的線速度大小比Q的大 D．P的向心加速度大小比Q的大8【答案】B【詳解】AB．以腳踏板的軸參考系，P、Q兩點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)誤，B正確；C．由SKIPIF1<0得，P、Q兩點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離相等，P、Q兩點(diǎn)的線速度大小相等；C錯(cuò)誤；D．由SKIPIF1<0得，P、Q兩點(diǎn)的向心加速度大小相等。D錯(cuò)誤。故選B。9．超級(jí)大擺錘又名大擺錘、流星錘，是國(guó)際上流行的新型游樂(lè)設(shè)備。常見(jiàn)于各大游樂(lè)園。游客坐在圓形的座艙中，面向外。通常，大擺錘以壓肩作為安全束縛，配以安全帶作為二次保險(xiǎn)。座艙旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，懸掛座艙的主軸在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。大擺錘的運(yùn)行可以使置身其上的游客驚心動(dòng)魄，如圖是大擺錘在擺動(dòng)過(guò)程的瞬間，A、B是主軸上的兩點(diǎn)，OA=r1，OB=r2，下列說(shuō)法正確的是（）A．?dāng)[錘在擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 B．角速度SKIPIF1<0C．向心加速度之比：SKIPIF1<0 D．線速度SKIPIF1<09【答案】C【詳解】A．?dāng)[錘在擺動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)對(duì)其做功，因此機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；B．大擺錘在擺動(dòng)過(guò)程中A、B兩點(diǎn)屬于共軸傳動(dòng)，角速度相等，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)向心加速度公式SKIPIF1<0，A、B兩點(diǎn)角速度相等，得SKIPIF1<0故C正確；D．根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系SKIPIF1<0，A、B兩點(diǎn)角速度相等，SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0，D錯(cuò)誤。故選C。10．如圖所示，正方形框ABCD豎直放置，兩個(gè)完全相同的小球P、Q分別穿在方框的BC、CD邊上，當(dāng)方框繞AD軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩球均恰與方框保持相對(duì)靜止且位于BC、CD邊的中點(diǎn)，已知兩球與方框之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則兩球與方框間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<010【答案】B【詳解】對(duì)P球，根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0對(duì)Q球，根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故選B。11．校排球隊(duì)的小華同學(xué)，為了訓(xùn)練自己的球感，練就了好多特技。在一次表演中，他將雙臂和肩背搭成一個(gè)“軌道”，能將排球控制在水平面內(nèi)做連貫的橢圓運(yùn)動(dòng)。如果排球的速率保持不變，則在排球運(yùn)動(dòng)一圈的過(guò)程中（）A．人對(duì)排球不做功B．排球所受的合力為零C．“軌道”不可能是水平的D．排球與軌道中心點(diǎn)的連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等11【答案】C【詳解】A．由于排球在水平面內(nèi)做連貫的橢圓運(yùn)動(dòng)且速率保持不變，根據(jù)動(dòng)能定理可知合外力做功為零，重力始終與速度垂直不做功，摩擦阻力做負(fù)功，則人對(duì)排球做正功，故A錯(cuò)誤；B．由于排球速度方向時(shí)刻在改變，則有加速度，故排球所受的合力不為零，故B錯(cuò)誤；C．由于排球的向心力在水平方向，重力豎直向下，則所受支持力不能豎直向上，則軌道不可能是水平的，故C正確；D．由于排球速率不變，故在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)相等，隨著排球越來(lái)越接近短半軸，經(jīng)過(guò)相同弧長(zhǎng)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度變大，故掃過(guò)的面積變大，故D錯(cuò)誤。故選C。12．如圖甲所示，市面上有種磁力軌道陀螺深受小朋友們喜愛(ài)。這種玩具由兩個(gè)圓形磁力軌道，和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)陀螺組成如圖乙所示。兩磁力軌道對(duì)陀螺軸有磁性吸引作用，可以使陀螺軸始終與磁力軌道緊貼著，饒磁力軌道外沿運(yùn)動(dòng)。不考慮陀螺的自旋作用影響，將陀螺視為粗細(xì)不計(jì)的質(zhì)量為m的細(xì)桿，磁力軌道半徑為R，重力加速度為g，單個(gè)磁力軌道對(duì)陀螺軸的磁性引力大小恒為5mg，不計(jì)軌道粗細(xì)及所有阻力作用。磁力軌道豎直放置，陀螺從軌道最高點(diǎn)由靜止沿軌道運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過(guò)程中（）A．陀螺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，速度大小為SKIPIF1<0B．陀螺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，速度大小為SKIPIF1<0C．陀螺運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，受到彈力大小和為3mgD．陀螺運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，受到彈力大小和為6mg12【答案】B【詳解】AB．陀螺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受重力、軌道彈力、磁力作用，其中軌道彈力、磁力與速度方向時(shí)刻垂直，不做功，對(duì)于陀螺從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A錯(cuò)誤，B正確；CD．在最低點(diǎn)，設(shè)陀螺受到的彈力為F，由牛頓第二定律SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故CD錯(cuò)誤。故選B。13．如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤垂直于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對(duì)靜止，物體與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），盤面與水平面間的夾角為30°，g取10m/s2．則ω的最大值是()A．SKIPIF1<0rad/s B．SKIPIF1<0rad/s C．1.0rad/s D．0.5rad/s13【答案】C【詳解】試題分析：隨著角速度的增大，小物體最先相對(duì)于圓盤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的位置為轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)，此時(shí)對(duì)小物體有，解得，此即為小物體在最低位置發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界角速度，故選C．14．無(wú)人配送小車某次性能測(cè)試路徑如圖所示，半徑為SKIPIF1<0的半圓弧SKIPIF1<0與長(zhǎng)SKIPIF1<0的直線路徑SKIPIF1<0相切于B點(diǎn)，與半徑為SKIPIF1<0的半圓弧SKIPIF1<0相切于C