2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(十三)圓周運動.doc
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2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(十三)圓周運動 對點訓(xùn)練:描述圓周運動的物理量 1.(xx湖北省重點中學(xué)聯(lián)考)如圖1所示,由于地球的自轉(zhuǎn),地球表面上P、Q兩物體均繞地球自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運動,對于P、Q兩物體的運動,下列說法正確的是( ) 圖1 A.P、Q兩點的角速度大小相等 B.P、Q兩點的線速度大小相等 C.P點的線速度比Q點的線速度大 D.P、Q兩物體均受重力和支持力兩個力作用 2.(xx資陽診斷)如圖2所示,水平放置的兩個用相同材料制成的輪P和Q靠摩擦傳動,兩輪的半徑R∶r=2∶1。當(dāng)主動輪Q勻速轉(zhuǎn)動時,在Q輪邊緣上放置的小木塊恰能相對靜止在Q輪邊緣上,此時Q輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω1,木塊的向心加速度為a1,若改變轉(zhuǎn)速,把小木塊放在P輪邊緣也恰能靜止,此時Q輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω2,木塊的向心加速度為a2,則( ) 圖2 A.= B.= C.= D.= 3.自行車的小齒輪A、大齒輪B、后輪C是相互關(guān)聯(lián)的三個轉(zhuǎn)動部分,且半徑RB=4RA、RC=8RA,如圖3所示。當(dāng)自行車正常騎行時A、B、C三輪邊緣的向心加速度的大小之比aA∶aB∶aC等于( ) 圖3 A.1∶1∶8 B.4∶1∶4 C.4∶1∶32 D.1∶2∶4 對點訓(xùn)練:水平面內(nèi)的勻速圓周運動 4.山城重慶的輕軌交通頗有山城特色,由于地域限制,彎道半徑很小,在某些彎道上行駛時列車的車身嚴(yán)重傾斜。每到這樣的彎道乘客都有一種坐過山車的感覺,很是驚險刺激。假設(shè)某彎道鐵軌是圓弧的一部分,轉(zhuǎn)彎半徑為R,重力加速度為g,列車轉(zhuǎn)彎過程中傾角(車廂地面與水平面夾角)為θ,則列車在這樣的軌道上轉(zhuǎn)彎行駛的安全速度(軌道不受側(cè)向擠壓)為( ) 圖4 A. B. C. D. 5.(多選)如圖5所示,繩子的一端固定在O點,另一端拴一重物在水平面上做勻速圓周運動( ) 圖5 A.轉(zhuǎn)速相同時,繩長的容易斷 B.周期相同時,繩短的容易斷 C.線速度大小相等時,繩短的容易斷 D.線速度大小相等時,繩長的容易斷 6.(多選)(xx河南漯河二模)如圖6所示,兩根長度相同的細(xì)線分別系有兩個完全相同的小球,細(xì)線的上端都系于O點。設(shè)法讓兩個小球均在水平面上做勻速圓周運動。已知L1跟豎直方向的夾角為60,L2跟豎直方向的夾角為30,下列說法正確的是( ) 圖6 A.細(xì)線L1和細(xì)線L2所受的拉力大小之比為∶1 B.小球m1和m2的角速度大小之比為∶1 C.小球m1和m2的向心力大小之比為3∶1 D.小球m1和m2的線速度大小之比為3∶1 對點訓(xùn)練:豎直平面內(nèi)的圓周運動 7.(xx忻州一中檢測)如圖7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,A、B兩點間距也為L,今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,當(dāng)小球到達(dá)最高點時速率為v,兩段線中張力恰好均為零,若小球到達(dá)最高點時速率為2v,則此時每段線中張力大小為( ) 圖7 A.mg B.2mg C.3mg D.4mg 8.(多選)如圖8所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動,內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說法中正確的是( ) 圖8 A.小球通過最高點時的最小速度vmin= B.小球通過最高點時的最小速度vmin=0 C.小球在水平線ab以下的管道中運動時,內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力 D.小球在水平線ab以上的管道中運動時,外側(cè)管壁對小球一定有作用力 9.(xx山東省桓臺模擬)如圖9,質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道,現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小滑塊沿該圓形軌道在豎直面內(nèi)作圓周運動。A、C點為圓周的最高點和最低點,B、D點是與圓心O同一水平線上的點。小滑塊運動時,物體M在地面上靜止不動,則物體M對地面的壓力N和地面對M的摩擦力有關(guān)說法正確的是( ) 圖9 A.小滑塊在A點時,N>Mg,摩擦力方向向左 B.小滑塊在B點時,N=Mg,摩擦力方向向右 C.小滑塊在C點時,N=(M+m)g,M與地面無摩擦 D.小滑塊在D點時,N=(M+m)g,摩擦力方向向左 對點訓(xùn)練:圓周運動的綜合問題 10.(xx安徽高考)如圖10所示,一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動,盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5 m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止。物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),盤面與水平面的夾角為30,g取10 m/s2。則ω的最大值是( ) 圖10 A. rad/s B. rad/s C.1.0 rad/s D.5 rad/s 11.(xx汕頭模擬)如圖11為某工廠生產(chǎn)流水線上水平傳輸裝置的俯視圖,它由傳送帶和轉(zhuǎn)盤組成。物品從A處無初速度放到傳送帶上,運動到B處后進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤,設(shè)物品進(jìn)入轉(zhuǎn)盤時速度大小不發(fā)生變化,此后隨轉(zhuǎn)盤一起運動(無相對滑動)到C處被取走裝箱。已知A、B兩處的距離L=10 m,傳送帶的傳輸速度v=2 m/s,物品在轉(zhuǎn)盤上與軸O的距離R=4 m,物品與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。g取10 m/s2。求: 圖11 (1)物品從A處運動到B處的時間t; (2)質(zhì)量為2 kg的物品隨轉(zhuǎn)盤一起運動的靜摩擦力為多大。 12.(xx德州聯(lián)考)如圖12所示,水平放置的圓盤上,在其邊緣C點固定一個小桶,桶的高度不計,圓盤半徑為R=1 m,在圓盤直徑CD的正上方,與CD平行放置一條水平滑道AB,滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上,且B點距離圓盤圓心的豎直高度h=1.25 m,在滑道左端靜止放置質(zhì)量為m=0.4 kg的物塊(可視為質(zhì)點),物塊與滑道的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,現(xiàn)用力F=4 N的水平作用力拉動物塊,同時圓盤從圖示位置,以角速度ω=2π rad/s,繞通過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,拉力作用在物塊一段時間后撤掉,最終物塊由B點水平拋出,恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)。重力加速度取10 m/s2。 圖12 (1)若拉力作用時間為0.5 s,求所需滑道的長度; (2)求拉力作用的最短時間。 答 案 1.選A P、Q兩點都是繞地軸做勻速圓周運動,角速度相等,即ωP=ωQ,選項A對。根據(jù)圓周運動線速度v=ωR,P、Q兩點到地軸的距離不等,即P、Q兩點圓周運動線速度大小不等,選項B錯。Q點到地軸的距離遠(yuǎn),圓周運動半徑大,線速度大,選項C錯。P、Q兩物體均受到萬有引力和支持力作用,二者的合力是圓周運動的向心力,我們把與支持力等大反向的平衡力即萬有引力的一個分力稱為重力,選項D錯。 2.選C 根據(jù)題述,a1=ω12r,ma1=μmg;聯(lián)立解得μg=ω12r。小木塊放在P輪邊緣也恰能靜止,μg=ω2R=2ω2r。由ωR=ω2r聯(lián)立解得=,選項A、B錯誤;ma=μmg,所以=,選項C正確,D錯誤。 3.選C A、C角速度相等,由a=ω2R可知aA∶aC=1∶8。A、B線速度相等,由a=可知,aA∶aB=4∶1,所以aA∶aB∶aC=4∶1∶32,選項C正確。 4.選C 本題聯(lián)系實際考查圓周運動、向心力知識。軌道不受側(cè)向擠壓時,軌道對列車的作用力就只有彈力,重力和彈力的合力提供向心力,根據(jù)向心力公式mgtan θ=m,得v=,C正確。 5.選AC 繩子拉力提供圓周運動向心力,繩子長度即圓周運動半徑。轉(zhuǎn)速相同即周期和角速度相同,繩子拉力提供向心力即F=mlω2,繩子越長向心力越大即繩子拉力越大,越容易斷,選項A對B錯。線速度大小相等時,則有向心力即繩子拉力F=,繩子越長拉力越小,越不容易斷,C對D錯。 6.選AC 對任一小球研究。設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,豎直方向受力平衡,則 Tcos θ=mg, 解得T=。 所以細(xì)線L1和細(xì)線L2所受的拉力大小之比==,故A正確。 小球所受合力的大小為mgtan θ,根據(jù)牛頓第二定律得mgtan θ=mLsin θω2, 得ω2=。兩小球Lcos θ相等,所以角速度相等,故B錯誤。 小球所受合力提供向心力,則向心力為F=mgtan θ, 小球m1和m2的向心力大小之比為: ==3,故C正確。 兩小球角速度相等,質(zhì)量相等,由合外力提供向心力,有F=mgtan θ=mωv,則小球m1和m2的線速度大小之比為==3,故D錯誤。 7.選A 當(dāng)小球到達(dá)最高點時速率為v,兩段線中張力恰好均為零,有mg=m;當(dāng)小球到達(dá)最高點時速率為2v,設(shè)每段線中張力大小為F,應(yīng)有2Fcos 30+mg=m;解得F=mg,選項A正確。 8.選BC 在光滑圓形管道的最高點,小球的速度可以等于零,A錯誤,B正確;在ab線以下時,外側(cè)管壁對小球的彈力要提供向心力,而在ab線以上,當(dāng)速度較小時,小球要擠壓內(nèi)側(cè)管壁,故C正確,D錯誤。 9.選B 因為軌道光滑,所以小滑塊與軌道之間沒有摩擦力。小滑塊在A點時,與軌道的作用力在豎直方向上,水平方向?qū)壍罒o作用力,所以軌道相對于地面沒有相對運動趨勢,即摩擦力為零;當(dāng)小滑塊的速度v=時,對軌道的壓力為零,軌道對地面的壓力N=Mg,當(dāng)小滑塊的速度v>時,對軌道的壓力向上,軌道對地面的壓力N<Mg,故選項A錯誤;小滑塊在B點時,對軌道的作用力沿水平方向向左,所以軌道對地有向左運動的趨勢,地面給軌道向右的摩擦力;豎直方向上對軌道無作用力,所以軌道對地面的壓力N=Mg,故選項B正確;小滑塊在C點時,在水平方向?qū)壍罒o作用力,所以地面對軌道沒有摩擦力;小滑塊做圓周運動,軌道對小滑塊的支持力大于其重力,其合力提供向上的向心力,所以滑塊對軌道的壓力大于其重力,所以軌道對地面的壓力N>(M+m)g,故選項C錯誤;小滑塊在D點時,對軌道的作用力沿水平方向向右,所以軌道對地有向右運動的趨勢,地面給軌道向左的摩擦力;豎直上方向?qū)壍罒o作用力,所以軌道對地面的壓力N=Mg,故選項D錯誤。 10.選C 物體隨圓盤做圓周運動,運動到最低點時最容易滑動,因此物體在最低點且剛好要滑動時的轉(zhuǎn)動角速度為最大值,這時,根據(jù)牛頓第二定律可知,μmgcos 30-mgsin 30=mrω2,求得ω=1.0 rad/s,C項正確,A、B、D項錯誤。 11.解析:(1)物品先在傳送帶上做初速度為零的勻加速直線運動:a=μg=2.5 m/s2 x1==0.8 m t1==0.8 s 之后,物品和傳送帶一起以速度v做勻速運動,則t2==4.6 s 所以t=t1+t2=5.4 s。 (2)物品在轉(zhuǎn)盤上所受的靜摩擦力提供向心力F=m解得:F=2 N。 答案:(1)5.4 s (2)2 N 12.解析:(1)物塊平拋:h=gt2; t= =0.5 s 物塊離開滑道時的速度:v==2 m/s 拉動物塊的加速度,由牛頓第二定律: F-μmg=ma1;得:a1=8 m/s2 撤去外力后,由牛頓第二定律: -μmg=ma2; 得:a2=-2 m/s2 物塊加速獲得速度:v1=a1t1=4 m/s 則所需滑道的長度 L=x1+x2=a1t12+=4 m (2)盤轉(zhuǎn)過一圈時落入,拉力時間最短; 盤轉(zhuǎn)過一圈時間:T==1 s; 物塊在滑道上先加速后減速,最終獲得:v=a1t1+a2t2 物塊滑行時間、拋出在空中時間與圓盤周期關(guān)系:t1+t2+t=T 由上兩式得:t1=0.3 s。 答案:(1)4 m (2)0.3 s- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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