專題練習(xí)12圓周運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及應(yīng)用

1、專題練習(xí)（十二）圓周運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及應(yīng)用1如圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng).對(duì)于摩托車滑動(dòng)的問題， 下列論述正確的是（）A .摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B .摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D 摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去解析！當(dāng)摩托車圻畫外力的書力怡好提供所需的向心力時(shí)，摩托車做勻速圈周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)摩 托車所受外力的合力小于所需的向心力時(shí)，摩托車將做離心運(yùn)動(dòng)，因摩擦力的存在，摩托車 圖周運(yùn)勁的半徨變尢，但不會(huì)沿半徨方向沿吏幾滑出，也不會(huì)沿錢速摩方向沿直繩滑出

2、，故 B正確,G D錯(cuò)論 摩托車做離心運(yùn)勁 并不是受離心力作用，A轄渥答案：B2如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng),F列說法正確的是（A .當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),P受摩擦力方向?yàn)閍方向B .當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),P受摩擦力方向可能為C.當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),P受摩擦力方向可能為b方向c方向D .當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),P受摩擦力方向可能為d方向解析：圓周運(yùn)動(dòng)，向心方向一定受力.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，切向方向不受力.變速轉(zhuǎn)動(dòng)，切向方向一定受力.加速沿a方向，減速沿a反方向.摩擦力即為向心方向和切向方向上的力的合力.由 此可判斷B、D正確.答案：BD3如圖所示，傾斜放置的圓盤繞著中軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 圓盤的傾角為37在距轉(zhuǎn)

3、動(dòng)中心r = 0.1 m 處放一個(gè)小木塊，小木塊跟隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)， 小木塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩=0.8,假設(shè) 木塊與圓盤的最大靜摩擦力與相同條件下的滑動(dòng)摩擦力相同.若要保持小木塊不相對(duì)圓盤滑動(dòng)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大不能超過（）A . 2 rad/sB. 8 rad/sC. 124 rad/sD. _60 rad/s解析：只要小木塊轉(zhuǎn)過最低點(diǎn)時(shí)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)就能始終不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),設(shè)其經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)所受靜摩擦力為 Ff，由牛頓第二定律有 Ff mgsin 0= mw2r（式）：為保證不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)需要滿足F0卩mgos 0式）.聯(lián)立解得2 rad/s，選項(xiàng)A正確.答案：A4長度不同的兩根細(xì)繩

4、懸于同一點(diǎn)，另一端各系一個(gè)質(zhì)量相同的小球，使它 們在同一水平面內(nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則有關(guān)兩個(gè)圓錐擺的物理量相同的是（）A .周期B .線速度的大小C.向心力D .繩的拉力解析：設(shè)0到小球所在水平面的距離為h,對(duì)球進(jìn)行受力分析如圖所示，得F4 n：4 nh向=F合=mgtan a= myhtan a,解得T=，故周期與 a角無關(guān)，則選 項(xiàng)A對(duì)，B、C錯(cuò).又知F拉=衛(wèi)/，故繩的拉力不同，選項(xiàng)D錯(cuò).cos a答案：A5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(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁，做勻速圓周運(yùn)動(dòng).圖中有兩位駕駛摩托車的雜技演員A、B,他們離地面的高度分別為 hA和hB,且A . A摩托

5、車對(duì)側(cè)壁的壓力較大B . A摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力較大C. A摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的周期較小D . A摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度較大解析：以摩托車為研究對(duì)象受力分析如圖所示，則有FnSin 0= mg, FnCOS 0=2vmR=mR罕2因側(cè)壁與地面之間的夾角0與h無關(guān)，故壓力Fn不變，向心力不變，h越高，R越大，則T越大，v變大.答案：D6在軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的空間站中，有如圖所示的裝置，半徑分別為r和R（Rr）的甲、乙兩個(gè)光滑的圓形軌道在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道 CD相連，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是（

6、）A .小球在CD間由于摩擦力而做減速運(yùn)動(dòng)B .小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時(shí)比經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時(shí)速度大C.如果減小小球的初速度，小球有可能不能到達(dá)乙軌道的最高點(diǎn)D 小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力解析：在軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的空間站中，處于完全失重狀態(tài).小球在CD間對(duì)接觸面壓力為零,所受摩擦力為零，小球做勻速率運(yùn)動(dòng).小球在甲、乙兩個(gè)光滑的圓形軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度相等,2mv軌道支持力提供向心力，由F = 可知，小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力，選項(xiàng)D正確.答案：D7.（2013上海檢測）某機(jī)器內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤A、B,

7、 A盤固定一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置P,能持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線， P到圓心的距離為 28 cm.B盤上固定一個(gè) 帶窗口的紅外線信號(hào)接收裝置 Q, Q到圓心的距離為16 cm.P、Q轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度相同，都是4 n m/當(dāng)P、Q正對(duì)時(shí)，P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入 Q的接收窗口，如圖所示，貝UQ每隔一定時(shí)間就能接收到紅外線信號(hào)，這個(gè)時(shí)間的最小值應(yīng)為（）B. 0.28 sD. 0.07 sA. 0.56 sC. 0.16 s解析：P轉(zhuǎn)動(dòng)的周期Tp= 0.14 s, Q轉(zhuǎn)動(dòng)的周期Tq= 0.08 s,設(shè)這個(gè)時(shí)間的最小值為t, t必須是二者周期的最小公倍數(shù)，解得t= 0.56 s,選項(xiàng)A正確.答案：A& （2013廣

8、西三校聯(lián)考）如圖所示，一圓盤可繞通過其中心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn) 動(dòng)，盤上距中心r處放置一個(gè)質(zhì)量為 m的物體，物體與盤面間滑動(dòng)摩擦因數(shù)為重力加速度為g.段時(shí)間內(nèi)觀察到圓盤以角速度運(yùn)動(dòng).這段時(shí)間內(nèi)（）A .物體受到圓盤對(duì)它的摩擦力，大小一定為B .物體受到圓盤對(duì)它的摩擦力，大小一定為C.物體受到圓盤對(duì)它的摩擦力，大小可能小于D .物體受到圓盤對(duì)它的摩擦力，大小可能小于3做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物體隨圓盤一起（相對(duì)靜止）卩mg方向與物體線速度方向相同m3 r，方向指向圓盤中心卩mg方向指向圓盤中心2m3 r，方向背離圓盤中心解析；由于質(zhì)量為筑的物體不一定可以視為質(zhì)點(diǎn)，所以物體受剩圓盤對(duì)它的摩擦力，大小 可能尢

9、于 Mh方向指向圓盤中心，遠(yuǎn)項(xiàng)良D蠟論 由于物體隨圖盤一趙湘對(duì)靜止涯動(dòng), 物體受劃圖盤對(duì)它的摩擦力，丸小可能小于沁，方向指向圓盤中心，選項(xiàng)C正確，A蠟 誤.答案：C9. （2011安徽高考）一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替.如圖（a）所示，曲線上 A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過 A點(diǎn)和曲線上緊鄰 A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做 A 點(diǎn)的曲率圓，其半徑 p叫做A點(diǎn)的曲率半徑.現(xiàn)將一物體沿與水平面成a角的方向以速度V0拋出，如圖（b）所示.則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是（）2V0A. 72 2V0COS a

10、c. g2 . 2 vosin a B.g2 2 D voCOS a gsin a解析：物體在最高點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向，曲率圓的P點(diǎn)可看作該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的豎直平面內(nèi)圓周2 2 2mvv fvocos a運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，由牛頓第二定律及圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律知：mg=，解得 尸-= g=pgg2 2voCOS ag .答案：c10. （2012上海高考）圖a為測量分子速率分布的裝置示意圖圓筒繞其中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)面開有狹縫N，內(nèi)側(cè)貼有記錄薄膜，M為正對(duì)狹縫的位置從原子爐R中射出的銀原子蒸汽(Rib穿過屏上S縫后進(jìn)入狹縫 N,在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)相繼到達(dá)并沉積在薄膜上.展開A.到達(dá)M附近的銀原子速率較大B.到達(dá)Q

11、附近的銀原子速率較大C.位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率D.位于PQ區(qū)間的分子白分率小于位于NP區(qū)間的分子百分率解析：到達(dá)M附近的銀原子速率較大，到達(dá) Q附近的銀原子數(shù)目最多，選項(xiàng) A正確，B錯(cuò)誤；位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于 NP區(qū)間的分子百分率，選項(xiàng) C正確，D錯(cuò)誤.答案：AC11. 某實(shí)驗(yàn)中學(xué)的學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行科學(xué)探測時(shí)，一位同學(xué)利用繩索順利跨越了一道山澗，他先用繩索做了一個(gè)單擺（秋千），通過擺動(dòng)，使自身獲得足夠速度后再平拋到山澗對(duì)面，如圖 所示，若他的質(zhì)量是 M，所用繩長為L,在擺到最低點(diǎn) B處時(shí)的速度為v，離地高度為h, 當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?g,求：(1) 他用的

12、繩子能承受的最大拉力；(2) 這道山澗的寬度不超過多大.解析：(1)該同學(xué)在B處，由牛頓第二定律得:(2)對(duì)該同學(xué)做平拋運(yùn)動(dòng)的過程由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得；水平方向癇*尸弗 豎宜方向有；乎，即址遒山澗的寬度不餐過乎答案，解得I X7712. “太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材做該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，健身者半馬 步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動(dòng)球拍時(shí)，球卻不會(huì)掉落地上現(xiàn)將太極球簡化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)到圖中的 A、B、C、D位置時(shí)球與板間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢.A為圓周的B、D與圓心0等高.設(shè)球的重力為 1 N，不計(jì)拍的重力.求:(1) 健身者在C處所需施加的力比在 A處大多少？(2) 設(shè)在A處時(shí)健身者需施加的力為F，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到B、D位置時(shí)，板與水平方向需有一定的夾角請(qǐng)作出tan 0-F的關(guān)系圖象.taji 0012 3 4 F/ N解析：(1)設(shè)球運(yùn)動(dòng)的線速度