課后練習(xí)[12]第3講 圓周運(yùn)動(dòng)一、選擇題(本題共10小題,17題為單選,810題為多選)1(2021·浙江高考卷)質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的照片如圖所示,對(duì)該時(shí)刻,下列說(shuō)法正確的是( A )A.秋千對(duì)小明的作用力小于mgB.秋千對(duì)小明的作用力大于mgC.小明的速度為零,所受合力為零D.小明的加速度為零,所受合力為零[解析] 在最高點(diǎn),小明的速度為0,設(shè)秋千的擺長(zhǎng)為l,擺到最高點(diǎn)時(shí)擺繩與豎直方向的夾角為θ ,秋千對(duì)小明的作用力為F,則對(duì)人,沿?cái)[繩方向受力分析有Fmgcos θm,由于小明的速度為0,則有Fmgcos θ<mg,沿垂直擺繩方向有mgsin θma,解得小明在最高點(diǎn)的加速度為agsin θ,所以A正確,BC、D錯(cuò)誤。2(2021·全國(guó)高三課時(shí)練習(xí))如圖所示,內(nèi)壁光滑的豎直圓桶,繞中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),一物塊用細(xì)繩系著,繩的另一端系于圓桶上表面圓心,且物塊貼著圓桶內(nèi)表面隨圓桶一起轉(zhuǎn)動(dòng),則( C )A.繩的張力可能為零B.桶對(duì)物塊的彈力不可能為零C.隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大,繩的張力保持不變D.隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大,繩的張力一定增大[解析] 當(dāng)物塊隨圓桶做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),繩的拉力的豎直分力與物塊的重力保持平衡,因此繩的張力為一定值,且不可能為零,故C正確,AD錯(cuò)誤;當(dāng)繩的水平分力提供向心力的時(shí)候,桶對(duì)物塊的彈力恰好為零,故B錯(cuò)誤。3(2022·江蘇省高三月考)如圖所示,輕桿長(zhǎng)為0.5 m,一端固定在水平軸上的點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn))。小球以O為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),若小球通過(guò)最高點(diǎn)的速度大小為2 m/s,通過(guò)最低點(diǎn)的速度大小為4 m/s,重力加速度g10 m/s2。下列說(shuō)法正確的是( C )A.小球在最低點(diǎn)處于失重狀態(tài)B.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的角速度為2 rad/sC.小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)輕桿對(duì)小球有向上的拉力作用,且大小為42 ND.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球?qū)p桿有向上的拉力作用,且大小為2 N[解析] 小球在最低點(diǎn)時(shí),向心加速度方向豎直向上指向圓心,小球處于超重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;設(shè)小球過(guò)最高點(diǎn)的速度為v12 m/s,則小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的角速度為ω rad/s4 rad/s,故B錯(cuò)誤;設(shè)小球通過(guò)最低點(diǎn)的速度為v24 m/s,在最低點(diǎn)小球受到重力和輕桿對(duì)小球向上的拉力,由牛頓第二定律可得Fmgm,代入數(shù)據(jù)解得F42 N,故C正確;設(shè)小球在最高點(diǎn)受輕桿對(duì)小球作用力方向向下,由牛頓第二定律可得Fmgm,代入數(shù)據(jù)解得F=-2N。則小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)輕桿對(duì)小球的作用力為方向向上的支持力,大小為2 N,由牛頓第三定律知,小球?qū)p桿有向下的拉力作用,大小為2 N,故D錯(cuò)誤。4(2022·湖北荊州市高三模擬)將過(guò)山車經(jīng)過(guò)兩端彎曲軌道過(guò)程等效簡(jiǎn)化成如圖所示兩個(gè)圓周的一部分(RA<RB),A、B分別為軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),過(guò)山車與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等,則過(guò)山車( C )A.在A點(diǎn)時(shí)合外力方向豎直向上B.在B點(diǎn)時(shí)合外力方向豎直向下C.在A點(diǎn)時(shí)所受摩擦力較大D.在B點(diǎn)時(shí)所受向心力較大[解析] 過(guò)山車在經(jīng)過(guò)AB過(guò)程不是勻速圓周運(yùn)動(dòng),則其合外力并不指向圓心,則A、B均錯(cuò)誤;由于A點(diǎn)速度大于B點(diǎn)速度,在A點(diǎn)有NAmgm,則A點(diǎn)對(duì)軌道壓力為NAmgm,同理可得在B點(diǎn)對(duì)軌道壓力為NBmmg,則NA>NB,則由摩擦力fμN(yùn),故C正確;半徑rA<rB,則由向心力Fnm,可得A點(diǎn)向心力較大,則D錯(cuò)誤。5(2021·河北高三期中)金家莊特長(zhǎng)螺旋隧道為2022年冬奧會(huì)重點(diǎn)交通工程。由于需要克服約250 m的高度差,如果不建螺旋隧道,會(huì)造成路線縱坡坡度過(guò)大,無(wú)法保證車輛的安全行駛。因此這一隧道工程創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了半徑為860 m的螺旋線,通過(guò)螺旋線實(shí)現(xiàn)原地抬升112 m,如圖所示。下列對(duì)這段公路的分析,說(shuō)法正確的是( C )A.車輛上坡過(guò)程中受到重力、支持力、摩擦力、牽引力,下滑力B.通過(guò)螺旋隧道設(shè)計(jì),有效減小坡度,主要目的是增大車輛行駛過(guò)程中的摩擦力C.車輛轉(zhuǎn)彎處,路面應(yīng)適當(dāng)內(nèi)低外高D.車輛以某一恒定速率轉(zhuǎn)彎時(shí),轉(zhuǎn)彎半徑越大,所需的向心力越大[解析] 車輛上坡過(guò)程中受到重力、支持力、摩擦力、牽引力,重力可分解為使汽車沿斜面下滑的力和壓緊斜面的力,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;減小坡度,主要目的是減小使汽車沿斜面下滑的力,B項(xiàng)錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)彎路面處內(nèi)低外高可以提供一部分向心力,使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)更安全,C項(xiàng)正確;由向心力公式Fm可知以某一恒定速率轉(zhuǎn)彎時(shí),轉(zhuǎn)彎半徑越大,所需的向心力越小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6(2022·全國(guó)高三模擬)如圖所示,線段OA2OB,A、B為兩個(gè)質(zhì)量相等的小球,當(dāng)他們繞O點(diǎn)在光滑的水平面上以相同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩線段拉力FABFOB( B )A32  B23C53  D21[解析] 設(shè)OA2r,則OBr,角速度為ω,每個(gè)小球的質(zhì)量為m,則根據(jù)牛頓第二定律得:對(duì)AFAB2·2r。對(duì)BFOBFAB2r,聯(lián)立以上兩式得FABFOB23,故B正確。7(2022·江蘇高三模擬)氣嘴燈安裝在自行車的氣嘴上,騎行時(shí)會(huì)發(fā)光,一種氣嘴燈的感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)如圖所示,一重物套在光滑桿上,重物上的觸點(diǎn)M與固定在B端的觸點(diǎn)N接觸后,LED燈就會(huì)發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是( A )A.感應(yīng)裝置的原理是利用離心現(xiàn)象B.安裝氣嘴燈時(shí),應(yīng)使感應(yīng)裝置A端比B端更靠近氣嘴C.要在較低的轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)光,可以減小重物質(zhì)量D.車速?gòu)牧憔徛黾樱瑲庾鞜艮D(zhuǎn)至最高點(diǎn)時(shí)先亮[解析] 感應(yīng)裝置的原理是利用離心現(xiàn)象,使兩觸點(diǎn)接觸而點(diǎn)亮LED燈,故A正確;由離心運(yùn)動(dòng)原理可知,B端在外側(cè),所以B端比A端更靠近氣嘴,故B錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)速較小時(shí),向心力較小,則可以增加重物質(zhì)量或減小彈簧勁度系數(shù),增大轉(zhuǎn)動(dòng)半徑來(lái)增大彈力,從而使N點(diǎn)更容易與M點(diǎn)接觸來(lái)發(fā)光,故C錯(cuò)誤;當(dāng)車速緩慢增加時(shí),車輪轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)時(shí),彈力最小,在最低點(diǎn)彈力最大,所以應(yīng)在最低點(diǎn)先亮,故D錯(cuò)誤。8(2021·重慶打靶卷)在修筑鐵路時(shí),彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌。如圖所示,當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí),內(nèi)軌和外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓,設(shè)此時(shí)的速度大小為v,重力加速度為g,兩軌所在面的傾角為θ,則( BD )A.當(dāng)火車質(zhì)量變大時(shí),規(guī)定的行駛速度變大B.當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí),規(guī)定的行駛速度大小不變C.當(dāng)火車速率大于v時(shí),內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓D.當(dāng)火車速率小于v時(shí),內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓[解析] 火車轉(zhuǎn)彎時(shí),內(nèi)軌和外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓,靠火車的重力和支持力的合力提供向心力,如圖所示由牛頓第二定律可得mgtan θm,解得v。可知火車轉(zhuǎn)彎規(guī)定的行駛速度v與火車的質(zhì)量無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B正確;當(dāng)火車速率大于v時(shí),重力和支持力的合力不夠提供向心力,此時(shí)外軌對(duì)火車外輪緣有擠壓,則有外軌將受到輪緣的擠壓,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)火車速率小于v時(shí),重力和支持力的合力大于火車所需的向心力,此時(shí)內(nèi)軌將對(duì)火車內(nèi)側(cè)輪緣有擠壓,則有內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓,選項(xiàng)D正確。9(2022·廣東佛山市高三月考)如圖所示,質(zhì)量為m的小明(視為質(zhì)點(diǎn))坐摩天輪。小明乘坐的車廂與摩天輪的轉(zhuǎn)軸間的距離為r,摩天輪以大小為k(常數(shù)k<1,g為重力加速度大小)的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若小明坐在車廂水平座墊上且雙腳離地,則下列說(shuō)法正確的是( BD )A.小明通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)不受重力B.小明做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為C.小明通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)處于完全失重狀態(tài)D.小明通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)車廂座墊的壓力大小為(1k2)mg[解析] 當(dāng)小明通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小明依然要受到重力作用,A錯(cuò)誤;小明做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期,T,B正確;小明做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大小Fk2mg<mg,故小明通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài),但并非處于完全失重狀態(tài),C錯(cuò)誤;當(dāng)小明通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律有Fmg2r ,解得F(1k2)mg,根據(jù)牛頓第三定律可知,此時(shí)小明對(duì)車廂座墊的壓力大小為(1k2)mg,D正確。10(2022·全國(guó)高三模擬)摩擦傳動(dòng)是傳動(dòng)裝置中的一個(gè)重要模型,如圖所示的兩個(gè)水平放置的輪盤靠摩擦力傳動(dòng),其中O、O分別為兩輪盤的軸心,已知兩個(gè)輪盤的半徑之比為rr31,且在正常工作時(shí)兩輪盤不打滑,今在兩輪盤上分別放置兩個(gè)同種材料制成的完全相同的滑塊AB,兩滑塊與輪盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,兩滑塊距離軸心OO的間距RA2RB。若輪盤乙由靜止開始緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),且轉(zhuǎn)速逐漸增加,則下列敘述正確的是(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)( BD )A.滑塊A和滑塊B在與輪盤相對(duì)靜止時(shí),角速度之比為ωAωB12B.滑塊A和滑塊B在與輪盤相對(duì)靜止時(shí),向心加速度的比值為aAaB29C.轉(zhuǎn)速增加后兩滑塊一起發(fā)生滑動(dòng)D.轉(zhuǎn)速增加后滑塊B先發(fā)生滑動(dòng)[解析] 假設(shè)輪盤乙的半徑為r,由題意可知兩輪盤邊緣的線速度v大小相等,由vωr,因?yàn)?/span>rr31,所以ωω13,所以滑塊相對(duì)輪盤滑動(dòng)前,A、B的角速度之比為13, A錯(cuò)誤;滑塊相對(duì)盤開始滑動(dòng)前,根據(jù)a2,A、B的向心加速度之比為29B正確;據(jù)題意可得物塊的最大靜摩擦力分別為FfAμmAgFfBμmBg,最大靜摩擦力之比為FfAFfBmAmB,轉(zhuǎn)動(dòng)中所受的靜摩擦力之比為FfAFfBmAaAmBaBmA4.5mB,分析可得滑塊B先達(dá)到最大靜摩擦力,先開始滑動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確。二、非選擇題11(2022·河北高三月考)國(guó)家雪車雪橇中心位于北京延慶區(qū)西北部,賽道全長(zhǎng)1 975 m,垂直落差121 m,由16個(gè)角度、傾斜度都不同的彎道組成,其中全長(zhǎng)179 m的回旋彎賽道是全球首個(gè)360°回旋彎道。2022年北京冬奧會(huì)期間,國(guó)家雪車雪橇中心將承擔(dān)雪車、鋼架雪車、雪橇三個(gè)項(xiàng)目的全部比賽,其中鋼架雪車比賽驚險(xiǎn)刺激,深受觀眾喜愛(ài)。測(cè)試賽上,一鋼架雪車選手單手扶車,助跑加速30 m之后,迅速跳躍車上,以俯臥姿態(tài)滑行。該選手推車助跑時(shí)間為4.98 s,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為80 kg,通過(guò)回旋彎道某點(diǎn)時(shí)的速度為108 km/h,到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的速度為124 km/h。該選手推車助跑過(guò)程視為勻加速直線運(yùn)動(dòng),回旋彎道可近似看作水平面,重力加速度g10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。求該選手:(1)助跑加速的末速度;(2)108 km/h的速度通過(guò)回旋彎道某點(diǎn)時(shí)鋼架雪車對(duì)運(yùn)動(dòng)員作用力的大小。[答案] (1)12 m/s (2)2.6×103 N[解析] (1)運(yùn)動(dòng)員助跑加速的末速度為v1,可知sv1t代入數(shù)據(jù),解得v112 m/s。(2)回旋彎道全長(zhǎng)179 m,Lr,運(yùn)動(dòng)員通過(guò)回旋彎道某點(diǎn)時(shí),鋼架雪車對(duì)運(yùn)動(dòng)員作用力設(shè)為F,FymgFxm,代入數(shù)據(jù),解得F2.6×103N12(2022·山東新泰月考)如圖所示,水平傳送帶與水平軌道在B點(diǎn)平滑連接,傳送帶AB長(zhǎng)度L02.0 m,一半徑R0.2 m的豎直圓形光滑軌道與水平軌道相切于C點(diǎn),水平軌道CD長(zhǎng)度L1.0 m,在D點(diǎn)固定一豎直擋板。小物塊與傳送帶AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ10.9,BC段光滑,CD段動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。當(dāng)傳送帶以v06 m/s沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),將質(zhì)量m1 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊輕放在傳送帶左端A點(diǎn),小物塊通過(guò)傳送帶、水平軌道、圓形軌道、水平軌道后與擋板碰撞,并以原速率彈回,經(jīng)水平軌道CD返回圓形軌道。已知小物塊從傳送帶滑到水平軌道時(shí)機(jī)械能不損失,重力加速度g10 m/s2。求:(1)小物塊第一次滑到傳送帶B點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)若小物塊第二次能沖上圓形軌道且能沿軌道運(yùn)動(dòng)而不會(huì)脫離軌道,求μ2的取值范圍。[答案] (1)6 m/s (2)0μ20.650.8μ2<0.9[解析] (1)物塊速度小于傳送帶速度時(shí),物塊受到傳送帶的摩擦力fμ1mg,那么由牛頓第二定律可知物塊做加速度aμ1g9 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由2aL0v,可知物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)剛好達(dá)到傳送帶速度,所以物塊滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vBv06 m/s。(2)要使物塊能第二次沖上圓形軌道且不會(huì)脫離圓軌道,那么物塊第二次在圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)可能通過(guò)最高點(diǎn),也可能在圓軌道上達(dá)到的最高點(diǎn)的高度0<hR; 故當(dāng)物塊能通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),設(shè)其在最高點(diǎn)速度大小為v,在最高點(diǎn)應(yīng)用牛頓第二定律可得mg對(duì)物塊從B到第二次到最高點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理可得2μ2mgL2mgRmv2mv,μ20.65;當(dāng)物塊在圓軌道上能到達(dá)的最高點(diǎn)的高度0<hR時(shí),由動(dòng)能定理可得-2μ2mgLmgh0mv,μ2,解得0.8μ2<0.9;所以為了使物塊能第二次沖上圓形軌道且不會(huì)脫離圓軌道,需滿足條件為0μ20.650.8μ2<0.9。   

相關(guān)試卷

新高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3講 圓周運(yùn)動(dòng) (含解析):

這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3講 圓周運(yùn)動(dòng) (含解析),文件包含人教版物理九年級(jí)全冊(cè)同步精品講義153串聯(lián)和并聯(lián)原卷版doc、人教版物理九年級(jí)全冊(cè)同步精品講義153串聯(lián)和并聯(lián)教師版doc等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共35頁(yè), 歡迎下載使用。

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精講精練第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3講 圓周運(yùn)動(dòng)(含解析):

這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)精講精練第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3講 圓周運(yùn)動(dòng)(含解析),共25頁(yè)。試卷主要包含了描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量,勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力,離心運(yùn)動(dòng)和近心運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容,歡迎下載使用。

新高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)[32]第12章第1講 分子動(dòng)理論內(nèi)能(含解析):

這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)[32]第12章第1講 分子動(dòng)理論內(nèi)能(含解析),共6頁(yè)。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者,認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán),請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員,我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng),可獲得資源免費(fèi)推廣曝光,還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì),申請(qǐng) 精品資源制作, 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
  • 精品推薦
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源,讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題,支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯,日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇,專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼,快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送,5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符,數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部