2019-2020年高考物理一輪復習 4.3圓周運動及其應用課時提升作業(yè) 滬科版必修2.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習 4.3圓周運動及其應用課時提升作業(yè) 滬科版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標出) 1.(多選)下述現象中屬于離心現象的是(　　) A.洗衣機把濕衣服甩干 B.剎車時,乘客前傾 C.用手把體溫計中的水銀柱甩回玻璃泡內 D.鉛球運動員將鉛球拋出 2.如圖所示,A、B是兩個摩擦傳動輪,兩輪半徑大小關系為RA=2RB,則兩輪邊緣上的(　　) A.角速度之比ωA∶ωB=2∶1 B.周期之比TA∶TB=1∶2 C.轉速之比nA∶nB=1∶2 D.向心加速度之比aA∶aB=2∶1 3.(xx常德模擬)如圖所示,在勻速轉動的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細線相連的質量相等的兩個物體A和B,它們與盤間的動摩擦因數相同,當圓盤轉動到兩個物體剛好還未發(fā)生滑動時,燒斷細線,兩個物體的運動情況是(　　) A.兩物體沿切線方向滑動 B.兩物體均沿半徑方向滑動,離圓盤圓心越來越遠 C.兩物體仍隨圓盤一起做圓周運動,不發(fā)生滑動 D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動,物體A發(fā)生滑動,離圓盤圓心越來越遠 4.(xx上海高考)秋千的吊繩有些磨損。在擺動過程中,吊繩最容易斷裂的時候是秋千(　　) A.在下擺過程中　　　　 B.在上擺過程中 C.擺到最高點時 D.擺到最低點時 5.(xx杭州模擬)如圖所示,小球m可以在豎直放置的光滑圓形管道內做圓周運動,下列說法中正確的是(　　) A.小球通過最高點的最小速度為v= B.小球通過最高點的最小速度可以為0 C.小球在水平線ab以下管道中運動時,內側管壁對小球一定有作用力 D.小球在水平線ab以上管道中運動時,內側管壁對小球一定有作用力 二、計算題(本題15分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 6.(xx汕頭模擬)如圖為某工廠生產流水線上水平傳輸裝置的俯視圖,它由傳送帶和轉盤組成。物品從A處無初速度放到傳送帶上,運動到B處后進入勻速轉動的轉盤,設物品進入轉盤時速度大小不發(fā)生變化,此后隨轉盤一起運動(無相對滑動)到C處被取走裝箱。已知A、B兩處的距離L=10m,傳送帶的傳輸速度v=2m/s,物品在轉盤上與軸O的距離R=4m,物品與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.25。g取10m/s2。求： (1)物品從A處運動到B處的時間t; (2)質量為2kg的物品隨轉盤一起運動的靜摩擦力為多大。 強化專練(建議：25分鐘) 強化點1：水平面內的圓周運動 1.(多選)(xx揚州模擬)有一種雜技表演叫“飛車走壁”,由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的內側壁高速行駛,做勻速圓周運動。如圖所示虛線圓表示摩托車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h。下列說法中正確的是(　　) A.h越高,摩托車對側壁的壓力將越大 B.h越高,摩托車做圓周運動的線速度將越大 C.h越高,摩托車做圓周運動的周期將越大 D.h越高,摩托車做圓周運動的向心力將越大 2.(xx江蘇高考)如圖所示,“旋轉秋千”中的兩個座椅A、B質量相等,通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上。不考慮空氣阻力的影響,當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時,下列說法正確的是(　　) A.A的速度比B的大 B.A與B的向心加速度大小相等 C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等 D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小 強化點2：豎直面內的圓周運動 3.(多選)如圖所示,用細繩拴著質量為m的小球,在豎直面內做圓周運動,圓周半徑為R,則下列說法正確的是(　　) A.小球過最高點時,繩子張力可以為零 B.小球過最高點時的最小速度為零 C.小球剛好過最高點時的速度是 D.小球過最高點時,繩子對小球的作用力可以與球所受的重力方向相反 4.如圖所示,某物體沿光滑圓弧軌道由最高點滑到最低點過程中,物體的速率逐漸增大,則(　　) A.物體的合外力為零 B.物體所受合力大小不變,方向始終指向圓心O C.物體的合外力就是向心力 D.物體的合力方向始終與其運動方向不垂直(最低點除外) 強化點3：圓周運動的綜合應用 5.(xx西安模擬)如圖所示,m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質點),A為終端皮帶輪。已知皮帶輪的半徑為r,傳送帶與皮帶輪間不會打滑。當m可被水平拋出時,A輪每秒的轉數最少為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 6.(xx福建高考)如圖,一不可伸長的輕繩上端懸掛于O點,下端系一質量m=1.0kg的小球。現將小球拉到A點(保持繩繃直)由靜止釋放,當它經過B點時繩恰好被拉斷,小球平拋后落在水平地面上的C點。地面上的D點與OB在同一豎直線上,已知繩長L=1.0m,B點離地高度H=1.0m,A、B兩點的高度差h=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不計空氣影響,求： (1)地面上DC兩點間的距離s; (2)輕繩所受的最大拉力大小。 答案解析 素能全練 1.【解析】選A、C。洗衣機把濕衣服甩干和用手把體溫計中的水銀柱甩回玻璃泡內都屬于離心現象,選項A、C正確;剎車時,乘客前傾和鉛球運動都是由于慣性,選項B、D錯誤。 2.【解析】選C。由于沒有相對滑動,A、B兩輪邊緣上的線速度相等,==,選項A錯誤;==,選項B錯誤;==,選項C正確;向心加速度之比==,選項D錯誤。 【總結提升】求解傳動問題的方法 (1)分清傳動特點：傳動問題是圓周運動中一種常見題型,常見的傳動裝置有如下特點： ①皮帶傳動(輪子邊緣的線速度大小相等); ②同軸轉動(各點角速度相等); ③齒輪傳動(相接觸兩個輪子邊緣的線速度大小相等)。 (2)確定半徑關系：根據裝置中各點位置確定半徑關系或根據題意確定半徑關系。 3.【解析】選D。在圓盤上,角速度相同,由F=mω2r可知,在質量相同的情況下,A需要的向心力較大,當兩個物體剛好還未發(fā)生滑動時,其摩擦力達到最大靜摩擦力,A的向心力大于最大靜摩擦力,而B的向心力小于最大靜摩擦力,此時燒斷細線,A的向心力不足將做離心運動,而B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動,故選項D正確。 【加固訓練】 質量不計的輕質彈性桿P插在桌面上,桿端套有一個質量為m的小球,今使小球沿水平方向做半徑為R的勻速圓周運動,角速度為ω,如圖所示,則桿的上端受到的作用力大小為(　　) A.mω2R　　　　　　　　 　 B. C. D.不能確定 【解析】選C。小球受重力和桿的作用力如圖所示。小球做勻速圓周運動,由牛頓第二定律得：F向=mω2R,故F==,選項C正確。 4.【解題指南】解答本題時應注意理解以下兩點： (1)重力和吊繩的拉力提供向心力; (2)拉力最大時,吊繩最容易斷裂。 【解析】選D。當秋千擺到最低點時速度最大,由F-mg=m知,吊繩中拉力F最大,吊繩最容易斷裂,選項D正確。 5.【解析】選B。由于圓形管道可提供支持力,故小球通過最高點時的速度可以為零;小球在水平線ab以下的管道中運動時,重力方向豎直向下,而向心力指向圓心,故內側管壁不會對小球有作用力,而在水平線ab以上的管道中運動時,如果小球的速度較大,如在最高點的速度v≥時,最高點的內側管壁對小球無作用力,故選項B正確,A、C、D錯誤。 6.【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=2.5m/s2　 (2分) s1==0.8m (2分) t1==0.8s (2分) 之后,物品和傳送帶一起以速度v做勻速運動,則 t2==4.6s (2分) 所以t=t1+t2=5.4s (2分) (2)物品在轉盤上所受的靜摩擦力提供向心力 F=m　 (3分) 解得:F=2N (2分) 答案:(1)5.4s　(2)2 N 【加固訓練】 如圖所示,有一長為L的細線,細線的一端固定在O點,另一端拴一質量為m的小球,現使小球恰好能在豎直面內做完整的圓周運動。已知水平地面上的C點位于O點正下方,且到O點的距離為1.9L。不計空氣阻力。 (1)求小球通過最高點A時的速度vA; (2)若小球通過最低點B時,細線對小球的拉力FT恰好為小球重力的6倍,且小球經過B點的瞬間讓細線斷裂,求小球落地點到C點的距離。 【解析】(1)小球恰好能做完整的圓周運動,則小球通過A點時細線的拉力剛好為零,根據向心力公式有： mg=m 解得：vA=。 (2)小球在B點時根據牛頓第二定律有： FT-mg=m 其中FT=6mg 解得小球在B點的速度大小為vB= 細線斷裂后,小球從B點開始做平拋運動,則由平拋運動的規(guī)律得： 豎直方向上：1.9L-L=gt2 水平方向上：x=vBt 解得：x=3L 即小球落地點到C點的距離為3L。 答案：(1)　(2)3L 強化專練 1. 【解析】選B、C。摩托車受力如圖所示,側壁對球的彈力N=,向心力F=mgcotθ,當h變化時,θ角保持不變,所以摩托車對側壁的壓力大小以及摩托車做圓周運動的向心力大小不隨h變化,選項A、D錯誤;由牛頓第二定律得mgcotθ==m,解得v=,T=2π,h越高,r越大,故h越高,摩托車做圓周運動的線速度、周期將越大,選項B、C正確。 2.【解題指南】(1)要理解同軸轉動角速度相等。不能想到這點也可以結合實際,旋轉秋千時各個座椅相對靜止。 (2)題干中提到座椅做勻速圓周運動,所以合力提供向心力。 【解析】選D。在轉動過程中,A、B兩座椅的角速度相等,但由于B座椅的半徑比較大,故B座椅的速度比較大,向心加速度也比較大,A、B項錯誤;A、B兩座椅所需向心力不等,而重力相同,故纜繩與豎直方向的夾角不等,C項錯誤;根據F= mω2r判斷A座椅的向心力較小,所受拉力也較小,D項正確。 強化點2：豎直面內的圓周運動 3.【解析】選A、C。小球過最高點時的臨界速度v=,此時繩中張力為零。小球過最高點時繩子對小球的作用力可能為零,也可能向下,故選項A、C正確,B、D錯誤。 【加固訓練】 如圖所示,用一連接體一端與一小球相連,繞過O點的水平軸在豎直平面內做圓周運動,設軌道半徑為r,圖中P、Q兩點分別表示小球軌道的最高點和最低點,則以下說法正確的是(　　) A.若連接體是輕質細繩時,小球到達P點的速度可以為零 B.若連接體是輕質細桿時,小球到達P點的速度可以為零 C.若連接體是輕質細繩時,小球在P點受到細繩的拉力不可能為零 D.若連接體是輕質細桿時,小球在P點受到細桿的作用力為拉力,在Q點受到細桿的作用力為推力 【解析】選B。若連接體是輕質細繩,小球在最高點的最小速度為,此時細繩拉力為零,選項A、C錯誤;若連接體是輕質細桿,小球剛好到達P點的速度為零,選項B正確;如果小球在最高點P的速度為,細桿拉力為零,如果v>,細桿的作用力為拉力,如果v<,細桿的作用力為推力,小球在最低點Q時受到細桿的拉力作用,選項D錯誤。 4.【解析】選D。物體做加速曲線運動,合力不為零,A錯;物體做速度大小變化的圓周運動,合力不指向圓心,合力沿半徑方向的分力等于向心力,合力沿切線方向的分力使物體速度變大,即除在最低點外,物體的速度方向與合外力的方向夾角為銳角,合力與速度不垂直,B、C錯,D對。 【總結提升】分析圓周運動問題的兩點提醒 (1)無論是勻速圓周運動還是非勻速圓周運動,沿半徑方向指向圓心的合力均為向心力。 (2)當采用正交分解法列方程時,應讓兩個正交的正方向中的一個沿半徑指向圓心,另外一個垂直半徑方向。 強化點3：圓周運動的綜合應用 5.【解析】選A。m到達皮帶輪的頂端時,若m≥mg,表示m受到的重力小于或等于m沿皮帶輪表面做圓周運動的向心力,m將離開皮帶輪的外表面而做平拋運動,又因為每秒轉數n==,所以當v≥,即轉數n≥時,m可被水平拋出,故選項A正確。 6.【解題指南】解答本題時應明確以下三點： (1)小球由A到B的過程中機械能守恒; (2)小球在B點時所受拉力最大; (3)小球由B到C的過程做平拋運動。 【解析】(1)小球從A到B機械能守恒,有 mgh=m　 ① 小球從B到C做平拋運動,水平方向有s=vBt　 ② 豎直方向有H=gt2　 ③ 聯立①②③式解得s=1.41m (2)小球下擺到B,繩子的拉力和小球重力的合力提供向心力,據牛頓第二定律有：F-mg=m　 ④ 聯立①④式解得F=20N 據牛頓第三定律F′=F 輕繩所受的最大拉力為20N 答案：(1)1.41m　(2)20 N