高考物理一轮复习（同步课时作业及单元检测）第4章 曲线运动 万有引力与航天 第2讲 圆周运动及应用

高考物理一轮复习（同步课时作业及单元检测）第4章 曲线运动 万有引力与航天 第2讲 圆周运动及应用内容摘要：

1、圆周运动及应用 1.(2010西安铁一中月考)如图 1 所示，质量为 m 的物块从半径为 R 的 半 球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为 v，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是 物块与碗的动摩擦因数为 () 图 1A. B. C. 块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用，据牛顿第二定律得 mgm ，又 F N，联立解得 ，选项 B 正确2如图 2 所示，天车下吊着两个质量都是 m 的工件 A 和 B，系 A 的 吊 绳较短，系 B 的吊绳较长若天车运动到 P 处突然停止，则两吊绳 所受的拉力 大小关系为 ()AF A B F 车运动到 P 处突然停止后，A、B 2、各以天车上的悬点为圆心做圆周运动，线速度相同而半径不同，由 Fmgm ，得：F m ，因为 m 相等，v 相等，而 选项正案：2010汕头模考)如图 3 所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球放在 A 盘的边缘，钢球放在 B 盘的边缘，A、B 两盘的半径之比为 21.a、b 分别是与 A 盘、B 盘同轴的轮a 轮、b 轮半径之比为 12，当 a、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球、受到的向心力之比为 ()图 3A21 B41 C14 D81解析：a、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动，说明 a、b 两轮的线速度相等，即 vav b，又rar b1 2，由 v： a b21，又由 a 3、 轮与 A 盘同轴，b 轮与 B 盘同轴，则 A， b B，根据向心力公式 F 得 项正确1答案：图 4 所示，竖直轴，固定在 的水平光 滑 杆，有两个质量相同的金属球 A、B 套在水平杆上， 抗拉能力相同的两根细线，C 端固定在转轴 当绳拉直 时，A、B 两球转动半径之比恒为 21，当转轴的角速度逐渐增 大时 () 图 4A断 B断C两线同时断 D不能确定哪根线先断解析：对 A 球进行受力分析， A 球受重力、支持力、拉力 个力作用，拉力的分力提供 A 球做圆周运动的向心力，得：水平方向 2，同理，对 B 球：F 2，由几何关系，可知 ， C以 B，即绳 断答案：2010 临沂模拟)如图 5 4、 所示，某同学用硬塑料管和一个质量为 m 的铁 质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其 保持竖直并沿水平方向做半径为 r 的匀速圆周运动，则只要运动角速度 大 小合适，螺丝帽恰好不下滑假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为 ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则在该同学手转动塑料管使螺 图 5丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是 ()A螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C此时手转动塑料管的角速度 杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动解析：由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与最大静摩擦力平衡，杆对螺丝帽，有 fF 5、Nr，得 ，选项 A 正确、B 、C 错的转动速度增大时，杆对螺丝帽的弹力增大，最大静摩擦力也增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故选项 D 错误答案：图 6 所示，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面 互不打滑，大轮半径是小轮半径的 2 倍A、B 分别为大、小 轮边缘上的点，C 为大轮上一条半径的中点则 ()A两轮转动的角速度相等B大轮转动的角速度是小轮的 2 倍 图 6C质点加速度 a 点加速度 a 轮不打滑，边缘质点线速度大小相等，v Av B，而 r B，故 A B，A、B 错误；由 2得 ，C 错误；由 2r 得 2，则 4，D 正确2 7.(2010长沙五校联考)如图 7 所示光滑 6、管形圆轨道半径为 R(管径远 小 于 R)，小球 a、b 大小相同，质量均为 m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动两球先后以相同速度 v 通过轨道最低点，且 当小球 a 在最低点时，小球 b 在最高点，以下说法正确的是()A当小球 b 在最高点对轨道无压力时，小球 a 比小球 b 所需向心 力大 5 图 7B当 v 时，小球 b 在轨道最高点对轨道无压力5度 v 至少为 ，才能使两球在管内做圆周运动5要 v ，小球 a 对轨道最低点的压力比小球 b 对轨道最高点的压力大 6球在最高点恰好对轨道没有压力时，小球 b 所受重力充当向心力，mgm v 0 ，小球有重力做功，小球的机械能守恒，2以 7、上两式12 12可得：v ，B 项正确；小球在最低点时， F 向 m 5最高点和最低点所需向心力的差为5 项错；小球在最高点，内管对小球可以提供支持力，所以小球通过最高点的最小速度为零，再由机械能守恒定律可知，22，解得 v2 ，C 项错；当 v 时，小球在最低点所12 ，由最低点运动到最高点，2球对轨道压力 F22 12，解得 F2m 5 1F 26见小球 a 对轨道最低点压力比小球 b 对轨道最高点压力大 项正确答案：2010山东省青岛三中月考)用一根细线一端系一小球( 可视为质点)，另 一端固定在一光滑锥顶上，如图 8 所示，设小球在水平面内做匀速圆 周运动的角速度为 ，细线的张力为 2 8、 变化的图象是图 9中的 () 图 8图 9解析：小球角速度 较小，未离开锥面对，设细线的张力为 的长度为 L，锥面对小球的支持力为 有 得出：F Tmg 见随 由 0 开始增加，F T 由 始随 2 的增大，线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，FT FTL，可见 2 的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有 C 正确答案：2010湖南三十二校模拟)如图 10 所示，在倾角 30的光滑 斜 面上，有一根长为 L0.8 m 的细绳，一端固定在 O 点，另一端系一质量为 m0.2 小球，小球沿斜面做圆周运动若要小球能通过最高点 A，则小球在最低点 B 的最小速度是 () 图 10A2 9、 m/s B2 m/ m/ s D2 m/解析：通过 A 点的最小速度为 2 m/s，则根据机械能守恒定律得：gL得 m/s，即 C 选项正确12 12 5答案：图 11 所示，把一个质量 m1 物体通过两根等长的细绳与 竖直杆上 A、B 两个固定点相连接，绳 a、b 长都是 1 m，杆 度是 1.6 m，直杆和球旋转的角速度等于多少时， b 绳上才有张力。 解析：如图所示，a、b 两绳都伸直时，已知 a、b 绳长均为 1 m，即 图 11 1 m， 0.8 D ， 37小球做圆周运动的轨道半径r 0.6 m 0.6 被拉直但无张力时，小球所受的重力 a 绳拉力 合力 F 为向心力，其受力分析如图所示，由图可知小球的向心力为F 2解得直杆和球的角速度为 s3.5 03.5 s 时，b 中才有张力答案：3.5 2009广东高考)如图 12 所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴 动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为 R 和 H，筒内壁 A 点的高度为筒高的一半内壁上有一质量为 m 的小物块求：图 12(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁 A 点受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在 A 点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度解析：(1)物块静止时，对物块进行受力分析如图所示，设筒壁与水平面的夹角为 F N由图中几何关系有。