習題02 圓周運動-【練習】高一物理下學期期末綜合復習（人教版2019）-試卷下載-教習網

TOC \ "1-1" \h \u \l "_Tc13322" 一、描述圓周運動的物理量和常見的傳動裝置特點 PAGEREF _Tc13322 \h 1
\l "_Tc13360" 二、水平面內圓錐擺模型或轉彎模型 PAGEREF _Tc13360 \h 2
\l "_Tc3371" 三、水平面內的圓盤模型 PAGEREF _Tc3371 \h 3
\l "_Tc29095" 四、豎直面內的圓周運動 PAGEREF _Tc29095 \h 5
描述圓周運動的物理量和常見的傳動裝置特點
1．勻速圓周運動的特點
(1)“變”與“不變”
描述勻速圓周運動的四個物理量中，角速度、周期和轉速恒定不變，線速度是變化的。
(2)性質
勻速圓周運動中的“勻速”不同于勻速直線運動中的“勻速”，這里的“勻速”是“勻速率”的意思，勻速圓周運動是變速運動。
2．勻速圓周運動各物理量間的關系
3.傳動裝置及其特點
水平面內圓錐擺模型或轉彎模型
1.向心力：
（1）來源：向心力是按力的作用命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，在受力分析中要再另外添加一個向心力。
（2）公式：Fn＝man＝meq \f(v2,r)＝mω2r＝mr·eq \f(4π2,T2)＝mr·4π2f2＝mωv。
2．運動模型
3.圓周運動動力學分析過程
水平面內的圓盤模型
豎直面內的圓周運動
1．運動特點
(1)豎直面內的圓周運動一般是變速圓周運動。
(2)只有重力做功的豎直面內的變速圓周運動機械能守恒。
(3)豎直面內的圓周運動問題，涉及知識面比較廣，既有臨界問題，又有能量守恒的問題，要注意物體運動到圓周的最高點的速度。
(4)一般情況下，豎直面內的圓周運動問題只涉及最高點和最低點的兩種情形。
2.常見繩桿模型特點及臨界規(guī)律
2.拱形橋和凹形橋類模型特點及臨界規(guī)律
1．如圖所示，A、B兩輪半徑分別為2r和r，、分別為兩輪的圓心，a、b分別為A、B輪邊緣上的點，c點在A輪上，c到的距離為r，兩輪靠摩擦傳動，在兩輪轉動時接觸點不存在打滑現象，則在兩輪勻速轉動時（）
A．a、b兩點的線速度相等B．a、b兩點的角速度相等
C．a、c兩點的角速度相等D．b、c兩點的向心加速度相等
2．智能呼啦圈輕便美觀，深受大眾喜愛。如圖甲，將帶有滑輪的短桿一端穿入腰帶外側軌道，另一端懸掛一根帶有配重的輕繩，將腰帶水平系在腰間，通過人體扭動，配重會隨短桿做水平勻速圓周運動。其簡化模型如圖乙所示，懸掛點P到腰帶中心點O的距離d=0.2m，繩子與豎直方向夾角為θ，繩長l=0.5m，可視為質點的配重質量m=0.5kg，重力加速度大小g=10m/s2，下列說法正確的是（）
A．勻速轉動時，配重受到的合力恒定不變
B．增大轉速，則身體對腰帶的摩擦力變大
C．轉動過程中受到的拉力
D．當使用者掌握好鍛煉節(jié)奏后能夠使θ穩(wěn)定在37°，此時配重的角速度
3．鐵路在彎道處的內外軌道高低是不同的，如圖為轉彎處火車軌道橫截面示意圖。已知內外軌道與水平面傾角為，彎道處的圓弧半徑為R，若質量為m的火車以速度v通過某彎道時，內軌和外軌均不受側壓力作用，下面分析正確的是（）
A．火車受重力、支持力、向心力
B．
C．若火車速度小于v時，外軌與輪緣之間有擠壓
D．若火車速度大于v時，內軌與輪緣之間有擠壓
4．十四屆全運會鐵人三項賽在漢中市天漢文化公園和天漢濕地公園拉開帷幕.某同學觀看自行車比賽時發(fā)現運動員騎自行車在水平地面轉彎時，自行車與豎直方向有一定的夾角才不會傾倒。查閱有關資料得知，只有當水平地面對自行車的支持力和摩擦力的合力方向與自行車的傾斜方向相同時自行車才不會傾倒。若該運動員騎自行車時的速率為，轉彎的半徑為，重力加速度g取。則自行車與豎直方向的夾角的正切值為（）

A．B．C．D．1
5．如圖所示，O為半球形容器的球心，半球形容器繞通過O的豎直軸以角速度勻速轉動，放在容器內的兩個質量相等的小物塊a和b相對容器靜止，b與容器壁間恰好沒有摩擦力的作用。已知a和O、b和O的連線與豎直方向的夾角分別為60°和30°，則下列說法正確的是（）
A．小物塊a和b做圓周運動所需的向心力大小之比為
B．小物塊a和b對容器壁的壓力大小之比為3：1
C．小物塊a與容器壁之間無摩擦力
D．容器壁對小物塊a的摩擦力方向沿器壁切線向下
6．一水平圓盤繞豎直方向的AB軸勻速轉動，AB軸通過圓心，圓盤上有P、Q兩個相同的小物塊隨圓盤一起轉動而不打滑，P比Q離O點遠一些，下列說法正確的是（）
A．P比Q的周期大B．P受到的摩擦力為恒力
C．Q受摩擦力方向一定指向O點D．P、Q受到的摩擦力大小可能相等
7．如圖甲所示，某同學為了比較不同物體與轉盤間動摩擦因數的大小設計了該裝置。已知固定于轉軸上的角速度傳感器和力傳感器可直接測出角速度ω和繩的拉力F，通過一不可伸長的細繩連接物塊，細繩剛好拉直，測得物塊以不同的角速度隨圓盤做勻速圓周運動時拉力F與角速度ω的大小。在電腦上繪出圖乙所示圖像。換用形狀和大小相同但材料不同的物塊重復實驗，得到物塊a、b、c分別對應的三條直線，發(fā)現a與c的縱截距相同，b與c的橫截距相同，且符合一定的數量關系。（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）以下說法正確的是（）

A．物塊a、b、c的質量之比為1∶2∶1
B．物塊a、b、c的質量之比為2∶1∶1
C．物塊a、b、c與轉盤之間的動摩擦因數之比為1∶2∶1
D．物塊a、b、c與轉盤之間的動摩擦因數之比為1∶2∶2
8．如圖所示，水平轉臺上一個質量為m的物塊用長為L的細繩連接到轉軸上，此時細繩剛好伸直但無拉力，與轉軸的夾角為θ。已知物塊與轉臺間的動摩擦因數為μ，且μrA）；
②輕繩出現拉力臨界條件：；
此時B與面達到最大靜摩擦力，A與面最大靜摩擦力。
此時隔離A：fA+T=mAω2rA；隔離B：T+μmBg=mBω2rB
消掉T：fA=μmBg-(mBrB-mArA)ω2
③當mBrB=mArA時，fA=μmBg，AB永不滑動，除非繩斷；
④AB一起相對圓盤滑動時，臨界條件：
1）當mBrB>mArA時，fA=μmBg-(mBrB-mArA)ω2→fA=0→反向→fA達到最大→從B側飛出；
2）當mBrB