物理高一下冊(cè)圓周運(yùn)動(dòng)單元復(fù)習(xí)練習(xí)(Word版含答案)

1、一、第六章圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題培優(yōu)（難）1. 兩個(gè)質(zhì)量分別為2“和m的小木塊a和b （可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸 00,的距離為L(zhǎng), b與轉(zhuǎn)軸的距離為2（, a、b之間用強(qiáng)度足夠大的輕繩相連，木塊與圓盤的 最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩 慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)輕繩剛好伸直但無張力，用血表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法正 確的是（）o a b-I» 材 & / / / 2 2 / 一”y # 歹 O,A. a、b所受的摩擦力始終相等B. b比a先達(dá)到最大靜摩擦力C. 當(dāng)°=棍時(shí)，a剛要開始滑動(dòng)D. 當(dāng)® = 時(shí)

2、，b所受摩擦力的大小為【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB.木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，靜摩擦力提供向心力，由牛頓第二泄律可知，木塊受到的靜摩 擦力f=m（v2r,則當(dāng)圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，木塊b的最大靜摩擦力先達(dá) 到最大值；在木塊b的摩擦力沒有達(dá)到最大值前，靜摩擦力提供向心力，由牛頓第二定律 可知，f=mco2r, a和b的質(zhì)量分別是2m和m,而Q與轉(zhuǎn)軸0（7為L(zhǎng), b與轉(zhuǎn)軸00,為2L, 所以結(jié)果a和b受到的摩擦力是相等的：當(dāng)b受到的靜摩擦力達(dá)到最大后，b受到的摩擦 力與繩子的拉力合力提供向心力，即kmg+F=mco292L 而a受力為f-F=2mco2L 聯(lián)立得f=4ma）2

3、L-kmg綜合得岀，a、b受到的摩擦力不是始終相等，故A錯(cuò)誤，B正確：C.當(dāng)a剛要滑動(dòng)時(shí)，有2kmgkmg=2mu）2Lm（jO292L解得67=選項(xiàng)C錯(cuò)誤：D.當(dāng)b恰好達(dá)到最大靜摩擦?xí)rking = 2r解得e（）=因?yàn)?b所受摩擦力達(dá)到最大值，大小為kmg ,選項(xiàng)D正確。故選BDo2. 如圖所示，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A、B及物體C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度3勻速轉(zhuǎn) 動(dòng)，A, B, C的質(zhì)量分別為3m, 2m, m, A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為“，A 和B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5ro設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說法正 確的是（重力加速度為g）（）rA. B對(duì)A的摩擦力

4、一泄為3pmgB. B對(duì)A的摩擦力一左為3mo2rC. 轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿足g.PD轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿足g【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB.對(duì)A受力分析，受重力、支持力以及B對(duì)A的靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力，有故A錯(cuò)誤，B正確；CD.由于A、AB整體、C受到的靜摩擦力均提供向心力，故對(duì)A有切方2 W“切g(shù)對(duì)AB整體有（3加+2m）+ 2m） g對(duì)物體C有解得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。3. 如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的物體A和Br A和B質(zhì)量都為m 它們分居在圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為Ra二5心二2r,A、B與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩相同.若最大靜摩擦力等于滑

5、動(dòng)摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā) 生滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）B.此時(shí)圓盤的角速度為3二C. 此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外D. 此時(shí)燒斷繩子物體A、B仍將隨盤一塊轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】ABC【解析】【分析】【詳解】C. 4、3兩物體相比，B物體所需要的向心力較大，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，B先有滑動(dòng)的趨勢(shì)，此 時(shí)B所受的靜摩擦力沿半徑指向圓心，人所受的靜摩擦力沿半徑背離圓心，故C正確：AB.當(dāng)剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，以B為研究對(duì)象，有T + pmg = Imrco1以&為研究對(duì)象，有T 一 pmg = tnrco1聯(lián)立可得T = 3/mig卡故AB正確；D.若燒斷繩子，則A、B的向心力都不足，

6、都將做離心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.故選ABC.4. 如圖，質(zhì)量為m的物塊，沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁滑下，半球形金屬殼豎直 放置，開口向上，滑到最低點(diǎn)時(shí)速度大小為V，若物體與球殼之間的摩擦因數(shù)為卩，則物體 在最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是（）A. 滑塊對(duì)軌道的壓力為nig+mB.受到的摩擦力為“加RRC. 受到的摩擦力為“mgD.受到的合力方向斜向左上方【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A. 根據(jù)牛頓第二泄律FKnig=m K根據(jù)牛頓第三立律可知對(duì)軌道的壓力大小口,匸,V2FN=FN=,ng+m A正確：BC.物塊受到的摩擦力2/=“你="（川g+加 2）1BC錯(cuò)誤;D. 水平方向合力向左

7、，豎直方向合力向上，因此物塊受到的合力方向斜向左上方，D正確。故選ADo5. 如圖所示，小球在豎宜放垃的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，管道內(nèi)側(cè)壁半徑為乩 小球 半徑為門則下列說法中正確的是（）A. 小球通過最髙點(diǎn)時(shí)的最小速度% = 庾B. 小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmln = 0C. 小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一泄無作用力D. 小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一泄有作用力【答案】BC【解析】【詳解】AB.因是在圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，所以在最髙點(diǎn)時(shí)，內(nèi)壁可以給小球沿半徑向外的支持 力，所以小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度可以為零.所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C. 小

8、球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下的重力沿半徑方向的分力沿半徑方向向 外，小球的向心力是沿半徑向圓心的，小球與外壁一泄會(huì)相互擠壓，所以小球一泄會(huì)受到 外壁的作用力，內(nèi)壁管壁對(duì)小球一定無作用力，所以選項(xiàng)C正確：D. 小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)速度較小時(shí)，重力沿半徑方向上的分力大于或 等于小球做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力，此時(shí)小球與外壁不存在相互擠壓，外側(cè)管壁對(duì)小球沒 有作用力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.6. 如圖所示，半徑分別為R和2R的甲、乙兩薄圓盤固左在同一轉(zhuǎn)軸上，距地面的高度分 別為"和h,兩物塊a、b分別宜于圓盤邊緣，a、b與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩相等，轉(zhuǎn)軸 從靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)

9、動(dòng)，觀察發(fā)現(xiàn)，a離開圓盤甲后，未與圓盤乙發(fā)生碰撞，重力加速 度為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則（）A. 動(dòng)摩擦因數(shù)“一定大于r2/7B. 離開圓盤前，a所受的摩擦力方向一泄指向轉(zhuǎn)軸C. 離開圓盤后，a運(yùn)動(dòng)的水平位移大于b運(yùn)動(dòng)的水平位移D. ?'f “ = ，落地后a、b到*1軸的距離之.比為JiT: J14【答案】ABD【解析】【詳解】A. 由題總可知，兩物塊隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，當(dāng)最大靜摩擦力提供物體向心力時(shí)， 此時(shí)的角速度為物體隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)的最大角速度，為臨界角速度，根據(jù)牛頓第二定律 得“叫g(shù) = 2叫解得b物體滑離圓盤乙的臨界角速度為同理可得，a物塊的臨界角速度為由幾何

10、知識(shí)知，物體a滑離圓盤時(shí)，貝位移的最小值為%n=J（2R）血由題意知，其未與圓盤乙相碰，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知x = RojUR3j再> Xmin =*R解得3R/>2/z所以A正確；B. 離開圓盤前，a隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由靜摩擦力來提供向心力，所以a所受的 摩擦力方向一定指向轉(zhuǎn)軸，B正確；C. 由于所以一左是b物塊先離開圓盤，離開圓盤后，物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)b物體的水平位移為 兀=叩=2R叭耳=2jphR同理可得，a物體的水平位移為塢=叮二 R% /' = R% 孵=2j»hR故離開圓盤后a的水平位移等于b的水平位移，所以C錯(cuò)誤：D. 當(dāng) a的落地點(diǎn)距轉(zhuǎn)軸的

11、距離為同理，b的落地點(diǎn)距轉(zhuǎn)軸的距離為 x2=7（2/?）2+x；=V14/?故 再 _ VTT吃V14所以D正確。故選ABD。7. 如圖所示，放于豎直而內(nèi)的光滑金屬細(xì)圓環(huán)半徑為乩質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上，同時(shí)有一長(zhǎng)為R的細(xì)繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點(diǎn)，繩能承受的最大拉力 為2mg重力加速度的大小為g,當(dāng)圓環(huán)以角速度3繞豎直直徑轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的A.圓環(huán)角速度3小于時(shí)，小球受到2個(gè)力的作用圓環(huán)角速度3等于,細(xì)繩將斷裂D.圓環(huán)角速度3大于小球受到2個(gè)力的作用B. 圓環(huán)角速度3等于 捋時(shí) ,細(xì)繩恰好伸直C.即0 =，當(dāng)繩恰好伸直時(shí)，抄二60。,A、B正確.【答案】C【解析】【分析】【詳

12、解】A、B、設(shè)角速度3在03】范圍時(shí)繩處于松弛狀態(tài)，球受到重力與環(huán)的彈力兩個(gè)力的作用，彈力與豎直方向夾角為6則有mgtan XmRsin莎必設(shè)在v 3 V 3 H寸繩中有張力且小2mg,此時(shí)有FnCos 60° = mg + Ftcos 60° . Fsin60° + Frsin 60° = mco2Rsn 60%當(dāng)&取最大值2mg時(shí)代入可得© =即當(dāng)血捋時(shí)繩將斷裂，小球又只受到重力、環(huán)的彈力兩個(gè)力的作用，C錯(cuò)誤，D正確.本題選錯(cuò)誤的故選C.【點(diǎn)睛】本題主要考査了圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式的應(yīng)用以及同學(xué)們受力分析的能力，要求同學(xué)們能找 出臨界狀

13、態(tài)并結(jié)合幾何關(guān)系解題.8. 如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的彎管處于豎直平而內(nèi)，苴中管道半徑為R 現(xiàn)有一個(gè)半徑略 小于彎管橫截而半徑的光滑小球在彎管里運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球通過最高點(diǎn)時(shí)速率為巾，則下列說 法中錯(cuò)誤的是A. 若必）=廊，則小球?qū)軆?nèi)壁無壓力B. 若V。原,則小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力C. 若0 仏 極則小球?qū)軆?nèi)下壁有壓力D. 不論內(nèi)多大，小球?qū)軆?nèi)下壁都有壓力【答案】D【解析】【分析】【詳解】A. 到達(dá)管道的最高點(diǎn)，假設(shè)恰好與管壁無作用力.則有:小球僅受重力,由重力提供向心力, 即：所以A選項(xiàng)是正確的，不符合題意.B. 當(dāng)V& 應(yīng),則小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，有離心的趨勢(shì)，與內(nèi)上壁接觸，從而受到內(nèi)上壁

14、向下 的壓力，所以小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力，故B選項(xiàng)是正確的，不符合題意.C. 當(dāng)0 .%廊,則小球到達(dá)最髙點(diǎn)時(shí)，有向心的趨勢(shì)，與內(nèi)下壁接觸，從而受到內(nèi)下壁 的壓力.所以C選項(xiàng)是正確的，不符合題意.D. 小球?qū)軆?nèi)壁的作用力，要從速度大小角度去分析，若劇,則小球?qū)軆?nèi)上壁 有壓力；若0"極，則小球?qū)軆?nèi)下壁有壓力.故D不正確，符合題意.9. 如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的人、8兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（）A. A對(duì)B的摩擦力指向圓心B. 3運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于&運(yùn)動(dòng)所需的向心力 c.盤對(duì)B的摩擦力是8對(duì)人的摩擦力的2倍D. 若逐漸增大

15、圓盤的轉(zhuǎn)速（&、B兩物塊仍相對(duì)盤靜止），盤對(duì)8的摩擦力始終指向圓心 且不斷增大【答案】C【解析】【詳解】A. 兩物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，都有沿半徑向外的滑動(dòng)趨勢(shì)，受力分析如圖則所受靜摩擦力均沿半徑指向圓心，由牛頓第三立理可知人對(duì)B的靜摩擦力沿半徑向外， 故A錯(cuò)誤;B. 兩物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同為，運(yùn)動(dòng)半徑為廠，則兩物體轉(zhuǎn)動(dòng)所需的向心力均為 加eb,即3運(yùn)動(dòng)所需的向心力等于4運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故B錯(cuò)誤：C. 對(duì)整體由牛頓第二定律可知fH = 2nico2r對(duì)A由牛頓第二泄律得fRA='r則盤對(duì)3的摩擦力是B對(duì)力的摩擦力的2倍，故C正確：D. 在增大圓盤轉(zhuǎn)速的瞬間，兩物體有沿半徑向外的

16、趨勢(shì)和沿切線向后的趨勢(shì)，則此時(shí)靜 摩擦力方向在徑向和切向之間，與線速度成銳角，徑向分力繼續(xù)提供向心力，切向分力提 供切向加速度使線速度增大，從而保證滑塊繼續(xù)跟著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，而物體隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)時(shí)靜 摩擦力又恢復(fù)成沿半徑方向提供向心力，故增大圓盤轉(zhuǎn)速，盤對(duì)8的摩擦力大小不斷增 大，但方向不是始終指向圓心，故D錯(cuò)誤。故選C。10. 在游樂園質(zhì)疑為加的人乘坐如圖所示的過山車，當(dāng)過山車從高度釋放之后，在豎直平 而內(nèi)通過了一個(gè)光滑的圓周軌道（車的軌跡如圖所示的虛線），下列說法正確的是（ ）A. 車在最髙點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，若沒有保險(xiǎn)帶，人一左會(huì)掉下去B. 人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mgC.

17、 人在最髙點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小相等D. 人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mg【答案】B【解析】【分析】【詳解】A. 當(dāng)人與保險(xiǎn)帶間恰好沒有作用力時(shí)，由重力提供向心力得臨2 mg =加解得臨界速度為當(dāng)速度時(shí)，沒有保險(xiǎn)帶，人也不會(huì)掉下來。選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B. 人在最低點(diǎn)時(shí)，加速度方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二沱律分析可知，人處于超重狀態(tài)， 人對(duì)座位的壓力大于mg,選項(xiàng)B正確：2C. 在最髙點(diǎn)和最低點(diǎn)速度大小不等，根據(jù)向心加速度公式“二匚可知，人在最髙點(diǎn)和最低r點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小不相等，選項(xiàng)c錯(cuò)誤：D. 當(dāng)人在最髙點(diǎn)的速度V>yfgR時(shí)人對(duì)座位就產(chǎn)生壓力。當(dāng)速度增大到V =

18、2yfgR時(shí)， 壓力為3mg,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。11. 如圖1所示，輕桿的一端固泄一小球（視為質(zhì)點(diǎn)）另一端套在光滑的水平軸0上，0 軸的正上方有一速度傳感器，可以測(cè)量小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小火0軸處有力傳感 器，可以測(cè)雖:小球通過最高點(diǎn)時(shí)0軸受到桿的作用力F,若豎直向下為力的正方向，小球 在最低點(diǎn)時(shí)給不同的初速度，得到F-v2圖像如圖2所示，取g=10 m/s2,則（）A. 小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/sB. 小球以2m/s的速度通過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的拉力大小為0.6NC. 0軸到球心間的距離為0.5mD. 小球的質(zhì)量為3kg【答案】C【解析】【分析】【詳解】A. 由于是球桿模型

19、，小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為零，A錯(cuò)誤：D. 當(dāng)小球通過最髙點(diǎn)的速度為零時(shí)，桿對(duì)小球的支持力恰好等于小球的重量，由圖2可 知，小球的重量為3N,即質(zhì)量為0.3kg, D錯(cuò)誤;C. 當(dāng)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度的平方為5m2/s2時(shí)，恰好對(duì)桿沒有作用力，此時(shí)重力提供 向心力，根據(jù)v2加 g =m 可知桿的長(zhǎng)度為0.5m, C正確；B. 當(dāng)小球以2m/s的速度通過最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)2mg+T = m 可得T = -0.6N此時(shí)桿對(duì)球的支持力大小為0.6N, B錯(cuò)誤。故選C。12. 長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固肚在一光滑錐頂 上，光滑錐頂角為20,軸線在豎直方向，如圖甲所示。

20、使小球在水平而內(nèi)做角速度為 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線的張力為T，經(jīng)分析可得T-fy?關(guān)系圖像如圖乙所示，已知重力加速度甲乙B. b = LD.圖線2的斜率= mLA. a = mg sin 0C. 圖線1的斜率=mLsin 0【答案】D【解析】【分析】【詳解】A. 當(dāng)角速度為零時(shí)，受力分析則有T = mg cos & = a故A錯(cuò)誤。當(dāng)小球貼著光滑圓錐做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由題圖可知，當(dāng)角速度的平方達(dá)到b時(shí)，支 持力為零，有mg tan 3 = mLsn Oaf解得宀LcqsO故B錯(cuò)誤。C. 小球未脫離圓錐時(shí).有丁 sin 0 - N cos 0 = mL sin OctT cos&+N

21、sin& = ?g聯(lián)立兩式解得T = mg cos 0 + mL sin2 Occr可知圖線2的斜率k、=mLsin2 0故C錯(cuò)誤。D. 當(dāng)小球脫離圓錐后，有即則圖線2的斜率故D正確。故選DoT sin a = mLsinaco1T = mLco2k、= mL13. 如圖所示，一個(gè)半徑為/?的實(shí)心圓盤，其中心軸與豎直方向的夾角為30°,開始時(shí),圓盤靜止，其上表而覆蓋著一層灰塵，沒有掉落?，F(xiàn)將圓盤繞其中心軸旋轉(zhuǎn)，其角速度從 零緩慢增大至3,此時(shí)圓盤表而上的灰塵75%被甩掉。設(shè)灰塵與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為【答案】A【解析】【分析】【詳解】越靠近邊緣的灰塵越容易被甩掉，剩余的灰塵半徑

22、為r,則解得在圓盤的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓的第二左律cos 0 - mg sin 0 = ma）2r解得3=腹A正確,BCD錯(cuò)誤。故選A。14. 游樂園里有一種叫"飛椅"的游樂項(xiàng)目，簡(jiǎn)化后的示意圖如圖所示.已知飛椅用鋼繩系 著，鋼繩上端的懸點(diǎn)固迫在頂部水平轉(zhuǎn)盤上的圓周上.轉(zhuǎn)盤繞穿過其中心的豎直軸勻速轉(zhuǎn) 動(dòng).穩(wěn)左后，每根鋼繩（含飛椅及游客）與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平而內(nèi).圖中P、Q兩位游客懸于 同一個(gè)圓周上，P所在鋼繩的長(zhǎng)度大于Q所在鋼繩的長(zhǎng)度，鋼繩與豎直方向的夾角分別為 吐、/.不計(jì)鋼繩的重力.下列判斷正確的是（）A. P、Q兩個(gè)飛椅的線速度大小相同B. 無論兩個(gè)游客的質(zhì)量分別有多大，泄大于02C.