【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時跟蹤檢測15 圓周運(yùn)動

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1、 課時跟蹤檢測(十五)　圓周運(yùn)動 高考常考題型：選擇題＋計(jì)算題 1．如圖1所示，物塊在水平圓盤上，與圓盤一起繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中正確的是(　　) A．物塊處于平衡狀態(tài) B．物塊受三個力作用 圖1 C．在角速度一定時，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠(yuǎn)，物塊越不容易脫離圓盤 D．在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時，物塊運(yùn)動周期越小，越不容易脫離圓盤 2.變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度。如圖2所示是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則(　　

2、) A．該車可變換兩種不同擋位 圖2 B．該車可變換四種不同擋位 C．當(dāng)A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4 D．當(dāng)A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1 3.如圖3所示是一個玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三個點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是(　　) A．a(chǎn)、b和c三點(diǎn)的線速度大小相等 B．b、c兩點(diǎn)的線速度始終相同 C．b、c兩點(diǎn)的角速度比a的大 D．b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大

3、 圖3 4．雨天的野外騎車時，在自行車的后輪輪胎上常會粘附一些泥巴，行駛時感覺很“沉重”。如果將自行車后輪撐起，使后輪離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動，泥巴就被甩下來。如圖4所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個特殊位置，則(　　) 圖4 A．泥巴在圖中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度 B．泥巴在圖中的b、d位置時最容易被甩下來 C．泥巴在圖中的c位置時最容易被甩下來 D．泥巴在圖中的a位置時最容易被甩下來 5．(

4、2012·廣東高考)圖5是滑道壓力測試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個壓力傳感器，其示數(shù)FN表示該處所受壓力的大小。某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過B 圖5 時，下列表述正確的有(　　) A．FN小于滑塊重力　　　　　 B．FN大于滑塊重力 C．FN越大表明h越大 ．FN越大表明h越小 6.如圖6所示，長為 L的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球。給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ。下列說法中正確的是(　　) A．小球受重力、繩的拉力和向心力作用 B．小球做圓

5、周運(yùn)動的半徑為L 圖6 C．θ越大，小球運(yùn)動的速度越大 D．θ越大，小球運(yùn)動的周期越大 7.如圖7所示，長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端有固定轉(zhuǎn)軸O?，F(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。P為圓周軌道的最高點(diǎn)。若小球通過圓周軌道最低點(diǎn)時的速度大小為 ，則以下判斷正確的是(　　) A．小球不能到達(dá)P點(diǎn) 圖7 B．小球到達(dá)P點(diǎn)時的速度小于 C．小球能到達(dá)P點(diǎn)，但在P點(diǎn)不會受到輕桿的彈力 D．小球能到達(dá)P點(diǎn)，且在P點(diǎn)受到輕

6、桿向下的彈力 8.如圖8所示，兩段長均為L的輕質(zhì)線共同系住一個質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間距也為L，今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時速率為v，兩段線中張力恰好均為零，若小球到達(dá)最高點(diǎn)時速率為2v，則此時每段線中張力大小為(　　) A.mg B．2mg 圖8 C．3mg D．4mg 9．如圖9所示，是某課外研究小組設(shè)計(jì)的可以用來測量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的裝置。該裝置上方是一與轉(zhuǎn)盤固定在一起有橫向均勻刻度的標(biāo)尺，帶孔的小球穿在光滑細(xì)桿上與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)動軸上，小球可沿桿自由滑動并隨轉(zhuǎn)盤

7、在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn) 圖9 盤不轉(zhuǎn)動時，指針指在O處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω1時，指針指在A處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω2時，指針指在B處，設(shè)彈簧均沒有超過彈性限度。則ω1與ω2的比值為(　　) A. B. C. D. 10.如圖10所示，兩個用相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動的輪A和B 水平放置，兩輪半徑RA＝2RB。當(dāng)主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時，在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對靜止在A輪邊緣上。若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)動軸的最大距離為(　　) 圖10 A. B. C. D．RB 11.

8、 (2012·重慶模擬)如圖11所示，半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)。A通過最高點(diǎn)C時，對管壁上部壓力為3mg，B通過最高點(diǎn)C時，對管壁下部壓力為0.75mg，求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離。 圖11 12．(2012·唐山摸底)“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材。做該項(xiàng)運(yùn)動時，健身者半馬步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動球拍時，球卻不會掉落地上?，F(xiàn)將太極球簡化成如圖12甲所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運(yùn)動，且在運(yùn)動到圖中的A、B、C

9、、D位置時球與板間無相對運(yùn)動趨勢。A為圓周的最高點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B、D與圓心O等高。設(shè)球的重力為1 N，不計(jì)拍的重力。求： (1)健身者在C處所需施加的力比在A處大多少？ (2)設(shè)在A處時健身者需施加的力為F，當(dāng)球運(yùn)動到B、D位置時，板與水平方向需有一定的夾角θ，請作出tan θ－F的關(guān)系圖象。 　　 圖12 答 案 課時跟蹤檢測(十五) 圓周運(yùn)動 1．選B　對物塊進(jìn)行受力分析可知，物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個力作用，合力提供向心力，A錯，B正確。根據(jù)向心力公式Fn＝mrω2可知，當(dāng)ω一定時，半徑越大，所需的向心力越大，越容

10、易脫離圓盤；根據(jù)向心力公式Fn＝mr()2可知，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時，周期越小，所需向心力越大，越容易脫離圓盤，C、D錯誤。 2．選BC　該車可變換四種不同擋位，分別為A與C、A與D、B與C、B與D，A錯誤，B正確；當(dāng)A輪與D輪組合時，由于兩輪齒數(shù)可知，當(dāng)A輪轉(zhuǎn)動一周時，D輪要轉(zhuǎn)4周，故ωA∶ωD＝1∶4，C正確，D錯誤。 3．選D　當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，a、b和c三點(diǎn)的角速度相同，a半徑小，線速度要比b、c的小，A、C錯；b、c兩點(diǎn)的線速度大小始終相同，但方向不相同，B錯；由a＝ω2r可得b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大，D對。 4．選C　當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動時，由a＝

11、Rω2知a、b、c、d四個位置的向心加速度大小相等，A錯誤。在角速度ω相同的情況下，泥巴在a點(diǎn)有Fa＋mg＝mω2R，在b、d兩點(diǎn)有Fbd＝mω2R，在c點(diǎn)有Fc－mg＝mω2R。所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大，容易被甩下，故B、D錯誤，C正確。 5．選BC　設(shè)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時的速度為v，根據(jù)向心力公式得：FN－mg＝m ，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：mgh＝mv2，解得FN＝mg(1＋)，所以B、C正確。 6．選C　小球只受重力和繩的拉力作用，合力大小為F＝mgtan θ，半徑為R＝Lsin θ，A、B均錯；小球做圓周運(yùn)動的向心力是由重力和繩的拉力的合力提供的，則mgtan θ＝m，得

12、到v＝sin θ ，θ越大，小球運(yùn)動的速度越大，C對；周期T＝＝2π ，θ越大，小球運(yùn)動的周期越小，D錯。 7．選B　根據(jù)機(jī)械能守恒定律2mgL＝mv2－mvP2，可求出小球在P點(diǎn)的速度為 <，故B正確，A錯誤。小球在P點(diǎn)所需要的向心力F＝＝mg，故小球在P點(diǎn)受到輕桿向上的彈力，故C、D均錯誤。 8．選A　當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時速率為v，有mg＝m，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)速率為2v時，應(yīng)有F＋mg＝m＝4mg，所以F＝3mg，此時最高點(diǎn)各力如圖所示，所以FT＝mg，A正確。 9．選B　小球隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時由彈簧的彈力提供向心力。設(shè)標(biāo)尺的最小分度的長度為x，彈簧的勁度系數(shù)為k，則有kx＝m·4x·ω12

13、，k·3x＝m·6x·ω22，故有ω1∶ω2＝1∶，B正確。 10．選C　由圖可知，當(dāng)主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時，A、B兩輪邊緣上的線速度相同，由ω＝，得＝＝＝。由于小木塊恰能在A輪邊緣靜止，則由靜摩擦力提供的向心力達(dá)最大值μmg，故μmg＝mωA2RA① 設(shè)放在B輪上能使木塊相對靜止的距B輪轉(zhuǎn)動軸的最大距離為r，則向心力由最大靜摩擦力提供，故μmg＝mωB2r② 因A、B材料相同，故木塊與A、B的動摩擦因數(shù)相同，①②式左邊相等，故mωA2RA＝mωB2r，得 r＝()2RA＝()2RA＝＝。 所以選項(xiàng)C正確。 11．解析：A球通過最高點(diǎn)時，由FNA＋mg＝m 已知FNA＝3mg，可求得

14、vA＝2 B球通過最高點(diǎn)時，由mg－FNB＝m 已知 FNB＝0.75mg，可求得vB＝ 平拋落地歷時t＝ 故兩球落地點(diǎn)間的距離Δl＝(vA－vB)t 解得Δl＝3R 答案：3R 12．解析：(1)設(shè)球運(yùn)動的線速度為v，半徑為R 則在A處時F＋mg＝m① 在C處時F′－mg＝m② 由①②式得ΔF＝F′－F＝2mg＝2 N。 (2)在A處時健身者需施加的力為F，球在勻速圓周運(yùn)動的向心力F向＝F＋mg，在B處不受摩擦力作用，受力分析如圖甲所示。 則tan θ＝＝＝F＋1 作出的tan θ－F的關(guān)系圖象如圖乙所示。 甲　　　　　　　乙 答案：(1)2 N　(2)見解析圖 6