高中物理 第五章 曲线运动 第四节 圆周运动练习1 新人教版必修2最新整理.docx

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高中物理第五章曲线运动第四节圆周运动练习1新人教版必修2最新整理

高中物理第五章曲线运动第四节圆周运动练习1新人教版必修2

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圆周运动

一、不定项选择题

1.下列说法正确的是（　　）

A。

匀速圆周运动是一种匀速运动　B。

匀速圆周运动是一种匀变速运动

C.匀速圆周运动是一种变加速运动　D.做匀速圆周运动的物体所受合外力为零

2。

如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时,拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法正确的是（　　）

A.若拉力突然消失,小球将沿轨道Pa做离心运动

B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动

C.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动

D.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动

3.如图所示为一皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为RA、RB、RC,已知RB＝RC＝

.若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　）

A。

A点与C点的角速度大小相等

B.A点与C点的线速度大小相等

C.B点与C点的角速度大小之比为2∶1

D。

B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4

4。

如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v.若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（　　）

A。

受到的向心力为mg＋m

B。

受到的摩擦力为μm

C。

受到的摩擦力为μ

D.受到的合力方向斜向左上方

5。

在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些，汽车的运动可看做是做半径为R的圆周运动．

设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d,路面的宽度为L，已知重力加速度为g。

要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应为（　　）

A.

　　B.

　C.

　　D。

6.如图所示，“旋转秋千"中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，

下列说法正确的是（　　）

A。

A的速度比B的大

B。

A与B的向心加速度大小相等

C。

悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等

D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小

7。

如图所示,长度为0.5m的轻质细杆OP，P端有一个质量为3.0kg的小球,小球以O点为圆心在竖直平面内做匀速率圆周运动，其运动速率为2m/s，g取10m/s2，则小球通过最高点时细杆OP受到（　　）

A。

6.0N的拉力　　　　　B。

6.0N的压力

C。

24N的拉力D.54N的拉力

8。

如图甲所示，一轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FNv2图象如图乙所示．下列说法正确的是（　　）

A。

当地的重力加速度大小为

B。

小球的质量为

R

C。

v2＝c时,杆对小球弹力方向向上

D.若c＝2b,则杆对小球弹力大小为2a

二、计算题

9。

如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动,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：

（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点随筒匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度．

10。

。

如图所示，细绳一端系着质量M＝8kg的物体，静止在水平桌面上，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝2kg的物体，M与圆孔的距离r＝0。

5m，已知M与桌面间的动摩擦因数为0.2（设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力），g取10m/s2.现使物体M随转台绕中心轴转动，则转台角速度ω在什么范围时m会处于静止状态？

11.如图所示，在绕竖直轴OO′做匀速转动的水平圆盘上,沿同一半径方向放着可视为质点的A、B两物体，同时用长为l的细线将这两物连接起来，一起随圆盘匀速转动．已知A、B两物体质量分别为mA＝0.3kg和mB＝0.1kg，绳长l＝0.1m，A到转轴的距离r＝0。

2m,A、B两物体与盘面之间的最大静摩擦力均为其重力的0.4倍，g取10m/s2。

求：

（1）若使A、B两物体相对于圆盘不发生相对滑动，圆盘的角速度．

（2）当圆盘转速增加到A、B两物体即将开始滑动时烧断细线，则A、B两物体的运动情况及A物体所受的摩擦力．

1。

C　2.A

3.BD　解析:

对于同一根皮带连接的传动轮边缘的点，线速度相等;同轴转动的点，角速度相等,则vA＝vC，ωA＝ωB，选项B正确；根据vA＝vC及v＝ωR，可得ωARA＝ωCRC，又RC＝

，所以ωA＝

，选项A错误；根据ωA＝ωB，ωA＝

，可得ωB＝

，即B点与C点的角速度大小之比为1∶2，选项C错误;根据ωB＝

及a＝ω2R，可得aB＝

，即B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4，选项D正确.

4。

CD　解析：

滑到最低点的物块受力如图所示，由牛顿第二定律

N－mg＝m

可知，物块受到的向心力为m

，选项A错误；

上式解得N＝mg＋m

此时，物块受到的摩擦力f＝μN＝μ（mg＋m

），选项B错误,C正确；因为N>mg，所以物块受到的三个力的合力指向左上方，选项D正确。

5.B　解析：

汽车做匀速圆周运动,向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供,且向心力的方向水平，向心力大小F向＝mgtanθ，根据牛顿第二定律有F向＝m

，又tanθ＝

，解得汽车转弯时的车速v＝

选项B正确.

6。

D　解析:

物体的角速度ω相同，线速度v＝rω,因为rA〈rB，所以vA〈vB，选项A错误；根据a＝rω2，知aA

，而B的向心加速度较大,则B的缆绳与竖直方向的夹角较大,缆绳所受的拉力T＝

，则TA〈TB，选项C错误,D正确.

7.B

8.B　解析：

由题图乙分析可知，当v2＝b，FN＝0时,小球做圆周运动的向心力由重力提供,即mg＝m

，g＝

，选项A错误；当v2＝0，FN＝a时，重力等于弹力FN，即mg＝a,所以m＝

＝

R，选项B正确；当v2〉b时，杆对小球的弹力方向与小球重力方向相同，竖直向下，故v2＝c时,杆对小球弹力的方向竖直向下，选项C错误；当v2＝c＝2b时，mg＋FN＝m

解得FN＝mg＝a,选项D错误.

9。

解:

（1）设圆锥母线与水平方向的夹角为θ.

由平衡条件得FN－mgcosθ＝0

f－mgsinθ＝0

由几何关系得sinθ＝

则摩擦力f＝

支持力FN＝

（2）当筒转动时物块的受力如图所示。

由牛顿第二定律得

mgtanθ＝ma＝m

ω2

得筒转动的角速度为ω＝

10。

解：

设角速度的最小值为ω1,此时M有向着圆心运动的趋势,其受到的最大静摩擦力沿半径向外，由牛顿第二定律得FT－μMg＝Mω

r

设角速度的最大值为ω2，此时M有背离圆心运动的趋势，其受到的最大静摩擦力沿半径指向圆心,由牛顿第二定律得FT＋μMg＝Mω

r

要使m静止，应有FT＝mg

联立解得ω1＝1rad/s　ω2＝3rad/s

则1rad/s≤ω≤3rad/s

11。

解：

（1）A、B物体刚好相对于圆盘不发生滑动时，其水平方向上的受力如图所示。

对A：

fA－T＝mAω2r

对B：

T＋fB＝mBω2（r＋l）

又fA＝0.4mAg　fB＝0.4mBg

解得ω＝

rad/s

所以A、B物块在圆盘上不发生相对滑动，圆盘的角速度为0≤ω≤

rad/s

（2）当A、B物块在圆盘上即将滑动时烧断细线，B做离心运动,A相对圆盘保持静止。

此时A受到的静摩擦力为f′A＝mAω2r≈1.07N

专题九　万有引力定律

人造卫星与宇宙航行1.C

2。

B　解析：

“天宫一号”和“神舟八号”做圆周运动的向心力由万有引力提供,由G

＝m

＝mrω2＝mr

＝m（2πf）2r＝ma，可知选项B正确。

3。

C　解析：

“嫦娥一号”的速度达到第二宇宙速度挣脱地球引力，成为绕月卫星,并不需要达到第三宇宙速度,选项A错误；卫星周期与其质量无关，选项B错误；根据万有引力公式F＝G

可知，选项C正确；在绕月轨道，卫星受地球的引力远小于受月球的引力，选项D错误.

4。

B　解析：

设星球的密度为ρ，由G

＝m′g，得GM＝gR2，ρ＝

＝

联立解得ρ＝

，则

＝

，将

＝4，

＝6代入上式，解得

＝

，选项B正确。

5。

A　解析：

由万有引力提供向心力，得G

＝m

＝mω2r＝ma＝m

r,变形得a＝

，v＝

ω＝

T＝2π

，可知周期T和M成减函数关系，a、v、ω和M成增函数关系，选项A正确.

6。

ACD　解析:

由

＝

＝m

r,得M＝

＝

选项A正确；无法计算行星的质量,选项B错误;r＝

＝

＝

，选项C正确；a＝ω2r＝ωv＝

v，选项D正确.

7。

D　解析：

由于东方红二号卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上的物体角速度相等，由a＝ω2r，r2>r3,可得a2>a3；由万有引力定律得G

＝ma，又r1〈r2，可得a2〈a1，所以有a1>a2〉a3,选项D正确。

8。

D　解析：

航天飞机在椭圆轨道上运动，近地点的速度最大，远地点的速度最小，选项A正确;由万有引力定律可知飞机在A点受到的引力是个定值，由牛顿第二定律可知飞机在A点的加速度是个定值，选项D错误；飞机从A点进入轨道Ⅱ相对于轨道Ⅰ可看成向心运动，则可知飞机在轨道Ⅱ上A点速度小于轨道Ⅰ上A点速度，再结合动能定义式可知选项B正确;根据低轨道卫星的周期小，高轨道卫星周期大，可知选项C正确.

9.解：

（1）月球表面处引力等于重力，则G

＝mg月得M＝

（2）第一宇宙速度为近月卫星运行速度,由万有引力提供向心力得G

＝m

所以月球第一宇宙速度v1＝

（3）卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力得

G

＝m

r　卫星周期T＝

轨道半径r＝R＋h　解得h＝

－R

10。

解:

设两颗恒星的质量分别为m1、m2,做圆周运动的半径分别为r1、r2,角速度分别为ω1、ω2。

根据题意有ω1＝ω2＝ω　r1＋r2＝r

根据万有引力定律和牛顿运动定律，有

G

＝m1ω

r1　G

＝m2ω

r2

根据角速度与周期的关系知ω1＝ω2＝

联立解得m1＋m2＝

r3