2019年高考物理一轮复习课时分层集训12圆周运动新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时分层集训 (十二 ) 圆周运动 (限时： 40 分钟 ) 基础对点练 圆周运动中的运动学分析 1 (2018 湖北省重点中学联考 )如图 4317 所示，由于地球的自转，地球表面上 P、 Q 两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于 P、 Q 两物体的运动，下列说法正确的是 ( ) 图 4317 A P、 Q 两点的角速度大小相等 B P、 Q 两点的线速度大小相等 C P 点的线速度比 Q 点的线速度大 D P、 Q 两物体均受重力和支持力两个力作用 A P、 Q 两点都是绕地轴做匀速圆周运动，角速度相等，即 P Q，选项 A 对；根据圆周运动线速度 v R

2、， P、 Q 两点到地轴的距离不等，即 P、 Q 两点圆周运动线速度大小不等，选项 B 错； Q 点到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项 C 错； P、 Q 两物体均受到万有引力和支持力作用，二者的合力是圆周运动的向心力，我们把与支持力等大反向的平衡力即万有引力的一个分力称为重力，选项 D错 2如图 4318 所示， B 和 C 是一组塔轮，即 B 和 C 半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为 RB RC 32 ， A 轮的半径大小与 C 轮相同，它与 B 轮紧靠在一起，当 A 轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用 ， B 轮也随之无滑动地转动起来 a、 b、 c 分别为

3、三轮边缘的三个点，则 a、 b、 c 三点在转动过程中的 ( ) 【导学号： 84370180】 图 4318 A线速度大小之比为 322 B角速度之比为 332 C转速之比为 232 D向心加速度大小之比为 964 【 精品教育资源文库 】 D A、 B 轮摩擦传动，故 va vb， aRA bRB， a b 32 ； B、 C 同轴，故 b c，vbRBvcRC， vb vc 32 ，因此 va vb vc 332 ， a b c 322 ，故 A、 B 错误转速之比等于角速度之比，故 C 错误 由 a v 得： aa ab ac 964 ， D 正确 3如图 4319 为某一皮带传动装

4、置主动轮的半径为 r1，从动轮的半径为 r2已知主动轮做顺时针转动，转速为 n1，转动过程中皮带不打滑下列说法正确的是 ( ) 图 4319 A从动轮做顺时针转动 B从动轮做逆时针转动 C从动轮边缘线速度大小为r22r1n1 D从动轮的转速为r2r1n1 B 主动轮沿顺时针方 向转动时，传送带沿 M N 方向运动，故从动轮沿逆时针方向转动，且两轮边缘线速度大小相等，故 A、 C 错误， B 正确；由 2 n、 v r可知， 2 n1r1 2 n2r2，解得 n2r1r2n1， D 错误 “ 玉兔号 ” 月球车依靠太阳能电池板提供能量，如图 ABCD 是一块矩形电池板，能绕CD 转动， E 为矩

5、形的几何中心 (未标出 )，则电池板旋转过程中 ( ) A B、 E 两点的转速相同 B A、 B 两点的角速度不同 C A、 B 两点的线速度不同 D A、 E 两点的向心加速度相同 A 根据题意，绕 CD 匀速转动的过程中，电池板上各点的角速度相同，则转速相等，故 A 正确， B 错误；根据线速度与角速度关系式 v r ，转动半径越小的，线速度也越小，由几何关系可知， A、 B 两点的线速度相等，故 C 错误； A、 E 两点因角速度【 精品教育资源文库 】 相同，半径不同，由向心加速度的公式 a 2r 可知，它们的向心加速度不同，故 D错误故选 A 圆周运动中的动力学分析 4如图 43

6、20 所示，小物体 P 放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力 Ff的叙述正确的是 ( ) 图 4320 A Ff的方向总是指向圆心 B圆盘匀速转动时 Ff 0 C在物体与轴 O 的距离一定的条件下， Ff跟圆盘转动的角速度成正比 D在转速一定的条件下， Ff跟物体到轴 O 的距离成正比 D 物体随圆盘转动过程中，如果圆盘匀速转动，则摩擦力指向圆心，如果变速转动，则摩擦力的一个分力充当向心力，另一个分力产生切向加速度，摩擦力不指向圆心， A、 B 错误；根据公式 Fn Ff m 2r 可得在物体与轴 O 的距离一定的条件下，Ff跟圆盘转动的角速度的平方成正比， C 错误；因为

7、2 n，所以 Ff m(2 n)2r，则 Ff跟物体到轴 O 的距离成正比， D 正确 5如图 4321 所 示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为 R 的圆轨道表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动已知人和摩托车的总质量为 m，人以 v1 2gR的速度通过轨道最高点 B，并以 v2 3v1的速度通过最低点 A则在 A、 B 两点轨道对摩托车的压力大小相差 ( ) 【导学号： 84370181】 图 4321 A 3mg B 4mg C 5mg D 6mg 【 精品教育资源文库 】 D 由题意可知，在 B 点，有 FB mg mv21R，解之得 FB mg，在 A 点，有 FA m

8、g mv22R，解之得 FA 7mg，所以 A、 B 两点轨道对车的压力大小相差 6mg故选项 D 正确 6如图 4322 所示，长为 L 的轻杆，一端固定一个质量为 m 的小球，另一端固定在水平转轴 O 上，杆随转轴 O 在竖直平面内匀速转动，角速度为 ，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是 ( ) 图 4322 A sin 2Lg B tan 2Lg C sin g 2L D tan g 2L A 小球所受重力和杆的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有： mgsin mL 2，解得 sin 2Lg ，选项 A 正确， B、 C、 D 错误 7如图 4323 所示

9、，有一质量为 m 的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内，已知小球与半球形碗的球心 O 的连线跟竖直方向的夹角为 ，半球形碗的半径为 R求小球做圆周运动的速度大小及碗壁对小球的弹力大小 【导学号： 84370182】 图 4323 解析 由题图可知，小球做匀速圆周运动的圆心为 O ，运动半径为 r Rsin ，小球受重力 G 及碗对小球弹力 FN的作用，向心 力为弹力的水平分力，受力分析如图所示 【 精品教育资源文库 】 由牛顿第二定律得 FNsin mv2Rsin 竖直方向上小球的加速度为零，所以竖直方向上所受的合力为零，即 FNcos mg 解得 FNmgcos 联立

10、 两式，可解得物体做匀速圆周运动的速度为 v Rgsin tan 答案 Rgsin tan mgcos 如图所示，轻绳的一端固定在 O 点，另一端系一质量为 m 的小球 (可视为质点 )当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力 T、轻绳与竖直线 OP 所成的角 满足关系式 T a bcos ，式中 a、 b 为常数若不计空气阻力，则当地的重力加速度为 ( ) Ab2m B2bm C3bm Db3m D 设小球在最低点，即 0 时的速度为 v1，拉 力为 T1，在最高点，即 180时的速度为 v2，拉力为 T2，在最低点有 T1 mg mv21R，在最高点有 T2 mg

11、 mv22R，根据动能定理有 2mgR12mv2112mv22，可得 T1 T2 6mg，对比 T a bcos ，有 T1 ab， T2 a b，故 T1 T2 2b，即 6mg 2b，故当地重力加速度 gb3m，选 项 D 正确 【 精品教育资源文库 】 圆周运动与平抛运动的组合问题 8 (2017 全国 卷 )如图 4324 所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直一小物块以速度 v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为 (重力加速度大小为 g)( ) 图 4324 Av216g Bv28g

12、 Cv24g Dv22g B 设小物块的质量为 m，滑到轨 道上端时的速度为 v1小物块上滑过程中，机械能守恒，有12mv212mv21 2mgR 小物块从轨道上端水平飞出，做平抛运动，设水平位移为 x，下落时间为 t，有 2R12gt2 x v1t 联立 式整理得 x2 ? ?v22g 2 ?4R v22g 2 可得 x 有最大值v22g，对应的轨道半径 Rv28g故选 B 9如图 4325 所示，用长为 L 的轻绳把一个小铁球悬挂在离水平地面高为 2L 的 O 点，小铁球以 O 为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点 B 处不计空气阻力，重力加速度为 g若运动到最高点轻绳断开，则小铁

13、球落到地面时的速度大小为 ( ) 【导学号： 84370183】 图 4325 A 3gL B 6gL C 7gL D 3 gL 【 精品教育资源文库 】 C 小铁球恰能到达最高点，即在最高点只有重力提供向心力，设小铁球在最高点的速度为 v0，由向心力公式和牛顿第二定律可得 mgmv20L ；从 B 点到落地，设小铁球落地的速度大小为 v，由动能定理可得 3mgL12mv212mv20，联立可得 v 7gL，故选项 C 正确， A、 B、 D 错误 10 (多选 )如图 4326 所示，半径为 R 的水平圆盘中心轴正上方 a 处水平抛出一小球，圆盘以角速度 做匀速转动，当圆 盘半径 Ob 恰

14、好转到与初速度方向相同且平行的位置时，将小球抛出，要使球与圆盘只碰一次，且落点为 b，重力加速度为 g，小球抛出点a 距圆盘的高度 h 和小球的初速度 v0可能应满足 ( ) 图 4326 A hg 2 2 v0R2 B h8 2g 2 v0R4 C h2g 2 2 v0R6 D h32 2g 2 v0R8 BD 因圆盘转动具有周期性，则当小球落到 b 点时，圆盘转过的角度 2 k(k 1,2,3， ?) ，由 t ，可得圆盘的角速度 2 kt (k 1,2,3， ?) ，因小球做平抛运动，则小球下落高度 h12gt22 2gk2 2 (k 1,2,3， ?) ，初速度 v0RtR2 k(k 1,2,3， ?) ，将 k 的取值代入可知，当 k 取 2 和 4 时 B、 D 项正确 考点