山東省2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練12 圓周運(yùn)動(dòng) 新人教版.docx

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課時(shí)規(guī)范練12　圓周運(yùn)動(dòng) 基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練 1.(圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析)如圖所示,由于地球的自轉(zhuǎn),地球表面上P、Q兩物體均繞地球自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)于P、Q兩物體的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.P、Q兩物體的角速度大小相等 B.P、Q兩物體的線速度大小相等 C.P物體的線速度比Q物體的線速度大 D.P、Q兩物體均受重力和支持力兩個(gè)力作用 答案A 解析P、Q兩物體都是繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度相等,即ωP=ωQ,選項(xiàng)A正確;根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線速度v=ωR,P、Q兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不等,即P、Q兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;Q物體到地軸的距離遠(yuǎn),圓周運(yùn)動(dòng)半徑大,線速度大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;P、Q兩物體均受到萬(wàn)有引力和支持力作用,重力只是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.(圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析)(2019黑龍江哈爾濱三中一調(diào))如圖,修正帶是通過(guò)兩個(gè)齒輪的相互咬合進(jìn)行工作的。其原理可簡(jiǎn)化為圖中所示的模型。A、B是轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪邊緣的兩點(diǎn),若A輪半徑是B輪半徑的倍,則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.A、B兩點(diǎn)的線速度大小之比為3∶2 B.A、B兩點(diǎn)的角速度大小之比為2∶3 C.A、B兩點(diǎn)的周期之比為2∶3 D.A、B兩點(diǎn)的向心加速度之比為1∶1 答案B 解析修正帶的傳動(dòng)屬于齒輪傳動(dòng),A與B的線速度大小相等,二者的半徑不同,由v=ωr可知,角速度ω=,所以角速度之比等于半徑的反比即為2∶3,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。由公式T=可知,周期之比等于角速度反比即3∶2,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。由公式a=ωv可知,,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析)(2018浙江杭州學(xué)軍中學(xué)模擬)有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.火車轉(zhuǎn)彎超過(guò)規(guī)定速度行駛時(shí),內(nèi)軌對(duì)輪緣會(huì)有擠壓作用 B.如圖甲,汽車通過(guò)拱橋的最高點(diǎn)處于超重狀態(tài) C.如圖乙所示兩個(gè)圓錐擺擺線與豎直方向夾角θ不同,但圓錐高相同,則兩圓錐擺的角速度相同 D.如圖丙,同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則在A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 答案C 解析火車轉(zhuǎn)彎超過(guò)規(guī)定速度行駛時(shí),外軌對(duì)內(nèi)輪緣會(huì)有擠壓作用,故A錯(cuò)誤;汽車在最高點(diǎn)mg-FN=m知FN時(shí),小球一定能通過(guò)最高點(diǎn)P D.當(dāng)v0<時(shí),細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài) 答案CD 解析小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí),由于加速度向上,故處于超重狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球在最低點(diǎn)時(shí):FT1-mg=m,在最高點(diǎn)時(shí):FT2+mg=m,其中-mg2l=mv2,解得FT1-FT2=6mg,故在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差與初速度v0無(wú)關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)v0=時(shí),可求得v=,因?yàn)樾∏蚪?jīng)過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為,則當(dāng)v0>時(shí)小球一定能通過(guò)最高點(diǎn)P,選項(xiàng)C正確;當(dāng)v0=時(shí),由=mgh得小球能上升的高度h=l,即小球不能越過(guò)與懸點(diǎn)等高的位置,故當(dāng)v0<時(shí),小球?qū)⒃谧畹忘c(diǎn)位置附近來(lái)回?cái)[動(dòng),細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài),選項(xiàng)D正確。 11.(2018內(nèi)蒙古包頭一模)某高速公路的一個(gè)出口路段如圖所示,情景簡(jiǎn)化:轎車從出口A進(jìn)入匝道,先勻減速直線通過(guò)下坡路段至B點(diǎn)(通過(guò)B點(diǎn)前后速率不變),再勻速率通過(guò)水平圓弧路段至C點(diǎn),最后從C點(diǎn)沿平直路段勻減速到D點(diǎn)停下。已知轎車在A點(diǎn)的速度v0=72 km/h,AB長(zhǎng)L1=150 m;BC為四分之一水平圓弧段,限速(允許通過(guò)的最大速度)v=36 km/h,輪胎與BC段路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,CD段為平直路段長(zhǎng)L2=50 m,重力加速度g取10 m/s2。 (1)求轎車在AB段剎車的加速度的最小值; (2)為保證行車安全,車輪不打滑,求水平圓弧段BC半徑R的最小值; (3)轎車由A點(diǎn)到D點(diǎn)全程的最短時(shí)間。 答案(1)1 m/s2　(2)20 m　(3)23.14 s 解析(1)v0=72km/h=20m/s,AB長(zhǎng)L1=150m,為了確保安全,到達(dá)B點(diǎn)的最大速度v=36km/h=10m/s 對(duì)AB段勻減速直線運(yùn)動(dòng)有:v2-=-2aL1 代入數(shù)據(jù)解得AB段剎車的加速度的最小值a=1m/s2 (2)汽車在BC段做圓周運(yùn)動(dòng),靜摩擦力提供向心力,Ff=m 為了確保安全,則須滿足Ff≤μmg 聯(lián)立解得R≥20m,即Rmin=20m (3)設(shè)AB段時(shí)間為t1,BC段時(shí)間為t2,CD段時(shí)間為t3,全程所用最短時(shí)間為t L1=(v0+v)t1 πRmin=vt2 L2=t2 t=t1+t2+t3 聯(lián)立以上各式,代入數(shù)據(jù)解得t=(20+π)s=23.14s 12.(2019遼寧沈陽(yáng)東北育才中學(xué)一模)如圖所示,M是水平放置的半徑足夠大的圓盤,繞過(guò)其圓心的豎直軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),規(guī)定經(jīng)過(guò)圓心O水平向右為x軸的正方向。在圓心O正上方距盤面高為h處有一個(gè)正在間斷滴水的容器,從t=0時(shí)刻開(kāi)始隨傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為v。已知容器在t=0時(shí)刻滴下第一滴水,以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面上時(shí)再滴一滴水。求: (1)每一滴水經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落到盤面上。 (2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同一直線上,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)為多大。 (3)第二滴水與第三滴水在盤面上落點(diǎn)間的最大距離x。 答案(1)　(2)nπ(n=1、2、3、…)　(3)5v 解析(1)水滴在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),有h=gt2, 解得t=。 (2)分析題意可知,在相鄰兩滴水的下落時(shí)間內(nèi),圓盤轉(zhuǎn)過(guò)的角度應(yīng)為nπ(n=1、2、3、…),所以角速度可由ωt=nπ得 ω==nπ(n=1、2、3、…)。 (3)第二滴水落在圓盤上時(shí)到O點(diǎn)的距離為 x2=v2t=2v, 第三滴水落在圓盤上時(shí)到O點(diǎn)的距離為x3=v3t=3v, 當(dāng)?shù)诙嗡c第三滴水在盤面上的落點(diǎn)位于同一直徑上圓心兩側(cè)時(shí),兩點(diǎn)間的距離最大,則x=x2+x3=5v。