物理高一下冊圓周運動單元復習練習(Word版含答案)

1、一、第六章圓周運動易錯題培優(yōu)（難）1. 兩個質(zhì)量分別為2“和m的小木塊a和b （可視為質(zhì)點）放在水平圓盤上，a與轉軸 00,的距離為L, b與轉軸的距離為2（, a、b之間用強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軸緩 慢地加速轉動，開始時輕繩剛好伸直但無張力，用血表示圓盤轉動的角速度，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先達到最大靜摩擦力C. 當°=棍時，a剛要開始滑動D. 當® = 時

2、，b所受摩擦力的大小為【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB.木塊隨圓盤一起轉動，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,則當圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢地加速轉動時，木塊b的最大靜摩擦力先達 到最大值；在木塊b的摩擦力沒有達到最大值前，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與轉軸0（7為L, b與轉軸00,為2L, 所以結果a和b受到的摩擦力是相等的：當b受到的靜摩擦力達到最大后，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錯誤，B正確：C.當a剛要滑動時，有2kmgkmg=2mu）2Lm（jO292L解得67=選項C錯誤：D.當b恰好達到最大靜摩擦時king = 2r解得e（）=因為,b所受摩擦力達到最大值，大小為kmg ,選項D正確。故選BDo2. 如圖所示，疊放在水平轉臺上的物體A、B及物體C能隨轉臺一起以角速度3勻速轉 動，A, B, C的質(zhì)量分別為3m, 2m, m, A與B、B和C與轉臺間的動摩擦因數(shù)都為“，A 和B、C離轉臺中心的距離分別為r、1.5ro設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正 確的是（重力加速度為g）（）rA. B對A的摩擦力

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

5、動摩擦力，當圓盤轉速加快到兩物體剛好還未發(fā) 生滑動時，下列說法正確的是（）B.此時圓盤的角速度為3二C. 此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外D. 此時燒斷繩子物體A、B仍將隨盤一塊轉動【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，當轉速增大時，B先有滑動的趨勢，此 時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.當剛要發(fā)生相對滑動時，以B為研究對象，有T + pmg = Imrco1以&為研究對象，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、都將做離心運動，故D錯誤.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，滑到最低點時速度大小為V，若物體與球殼之間的摩擦因數(shù)為卩，則物體 在最低點時，下列說法正確的是（）A. 滑塊對軌道的壓力為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)做圓周運動，管道內(nèi)側壁半徑為乩 小球 半徑為門則下列說法中正確的是（）A. 小球通過最髙點時的最小速度% = 庾B. 小球通過最高點時的最小速度vmln = 0C. 小球在水平線ab以下的管道中運動時，內(nèi)側管壁對小球一泄無作用力D. 小球在水平線ab以上的管道中運動時，外側管壁對小球一泄有作用力【答案】BC【解析】【詳解】AB.因是在圓形管道內(nèi)做圓周運動，所以在最髙點時，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時的最小速度可以為零.所以選項A錯誤，B正確；C. 小

8、球在水平線ab以下的管道中運動時，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，小球與外壁一泄會相互擠壓，所以小球一泄會受到 外壁的作用力，內(nèi)壁管壁對小球一定無作用力，所以選項C正確：D. 小球在水平線ab以上的管道中運動時，當速度較小時，重力沿半徑方向上的分力大于或 等于小球做圓周運動需要的向心力，此時小球與外壁不存在相互擠壓，外側管壁對小球沒 有作用力，選項D錯誤.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與圓盤間的動摩擦因數(shù)卩相等，轉軸 從靜止開始緩慢加速轉

9、動，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摩擦力，則（）A. 動摩擦因數(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軸C. 離開圓盤后，a運動的水平位移大于b運動的水平位移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，兩物塊隨圓盤轉動的角速度相同，當最大靜摩擦力提供物體向心力時， 此時的角速度為物體隨圓盤做圓周運動的最大角速度，為臨界角速度，根據(jù)牛頓第二定律 得“叫g = 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、知識知，物體a滑離圓盤時，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)平拋運動規(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動，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，物塊做平拋運動，對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錯誤：D. 當 a的落地點距轉軸的

11、距離為同理，b的落地點距轉軸的距離為 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)的光滑金屬細圓環(huán)半徑為乩質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上，同時有一長為R的細繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點，繩能承受的最大拉力 為2mg重力加速度的大小為g,當圓環(huán)以角速度3繞豎直直徑轉動時，下列說法錯誤的A.圓環(huán)角速度3小于時，小球受到2個力的作用圓環(huán)角速度3等于,細繩將斷裂D.圓環(huán)角速度3大于小球受到2個力的作用B. 圓環(huán)角速度3等于 捋時 ,細繩恰好伸直C.即0 =，當繩恰好伸直時，抄二60。,A、B正確.【答案】C【解析】【分析】【詳

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

13、態(tài)并結合幾何關系解題.8. 如圖所示，一個內(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)有一個半徑略 小于彎管橫截而半徑的光滑小球在彎管里運動，當小球通過最高點時速率為巾，則下列說 法中錯誤的是A. 若必）=廊，則小球對管內(nèi)壁無壓力B. 若V。原,則小球對管內(nèi)上壁有壓力C. 若0 仏 極則小球對管內(nèi)下壁有壓力D. 不論內(nèi)多大，小球對管內(nèi)下壁都有壓力【答案】D【解析】【分析】【詳解】A. 到達管道的最高點，假設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選項是正確的，不符合題意.B. 當V& 應,則小球到達最高點時，有離心的趨勢，與內(nèi)上壁接觸，從而受到內(nèi)上壁

14、向下 的壓力，所以小球對管內(nèi)上壁有壓力，故B選項是正確的，不符合題意.C. 當0 .%廊,則小球到達最髙點時，有向心的趨勢，與內(nèi)下壁接觸，從而受到內(nèi)下壁 的壓力.所以C選項是正確的，不符合題意.D. 小球對管內(nèi)壁的作用力，要從速度大小角度去分析，若劇,則小球對管內(nèi)上壁 有壓力；若0"極，則小球對管內(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 圓周運動，則下列說法正確的是（）A. A對B的摩擦力指向圓心B. 3運動所需的向心力大于&運動所需的向心力 c.盤對B的摩擦力是8對人的摩擦力的2倍D. 若逐漸增大

15、圓盤的轉速（&、B兩物塊仍相對盤靜止），盤對8的摩擦力始終指向圓心 且不斷增大【答案】C【解析】【詳解】A. 兩物體隨圓盤轉動，都有沿半徑向外的滑動趨勢，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B的靜摩擦力沿半徑向外， 故A錯誤;B. 兩物體隨圓盤轉動，角速度相同為，運動半徑為廠，則兩物體轉動所需的向心力均為 加eb,即3運動所需的向心力等于4運動所需的向心力，故B錯誤：C. 對整體由牛頓第二定律可知fH = 2nico2r對A由牛頓第二泄律得fRA='r則盤對3的摩擦力是B對力的摩擦力的2倍，故C正確：D. 在增大圓盤轉速的瞬間，兩物體有沿半徑向外的

16、趨勢和沿切線向后的趨勢，則此時靜 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)跟著圓盤轉動，而物體隨轉盤一起轉時靜 摩擦力又恢復成沿半徑方向提供向心力，故增大圓盤轉速，盤對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，當過山車從高度釋放之后，在豎直平 而內(nèi)通過了一個光滑的圓周軌道（車的軌跡如圖所示的虛線），下列說法正確的是（ ）A. 車在最髙點時人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，若沒有保險帶，人一左會掉下去B. 人在最低點時對座位的壓力大于mgC.

17、 人在最髙點和最低點時的向心加速度大小相等D. 人在最高點時對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mg【答案】B【解析】【分析】【詳解】A. 當人與保險帶間恰好沒有作用力時，由重力提供向心力得臨2 mg =加解得臨界速度為當速度時，沒有保險帶，人也不會掉下來。選項A錯誤；B. 人在最低點時，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)， 人對座位的壓力大于mg,選項B正確：2C. 在最髙點和最低點速度大小不等，根據(jù)向心加速度公式“二匚可知，人在最髙點和最低r點時的向心加速度大小不相等，選項c錯誤：D. 當人在最髙點的速度V>yfgR時人對座位就產(chǎn)生壓力。當速度增大到V =

18、2yfgR時， 壓力為3mg,選項D錯誤。故選B。11. 如圖1所示，輕桿的一端固泄一小球（視為質(zhì)點）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，可以測量小球通過最高點時的速度大小火0軸處有力傳感 器，可以測雖:小球通過最高點時0軸受到桿的作用力F,若豎直向下為力的正方向，小球 在最低點時給不同的初速度，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時的速度大小為5m/sB. 小球以2m/s的速度通過最高點時，桿對球的拉力大小為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時的速度為零，A錯誤：D. 當小球通過最髙點的速度為零時，桿對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錯誤;C. 當小球通過最高點時的速度的平方為5m2/s2時，恰好對桿沒有作用力，此時重力提供 向心力，根據(jù)v2加 g =m 可知桿的長度為0.5m, C正確；B. 當小球以2m/s的速度通過最高點時，根據(jù)2mg+T = m 可得T = -0.6N此時桿對球的支持力大小為0.6N, B錯誤。故選C。12. 長為L的細線一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），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 的勻速圓周運動，線的張力為T，經(jīng)分析可得T-fy?關系圖像如圖乙所示，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. 當角速度為零時，受力分析則有T = mg cos & = a故A錯誤。當小球貼著光滑圓錐做勻速圓周運動時，由題圖可知，當角速度的平方達到b時，支 持力為零，有mg tan 3 = mLsn Oaf解得宀LcqsO故B錯誤。C. 小球未脫離圓錐時.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錯誤。D. 當小球脫離圓錐后，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，一個半徑為/?的實心圓盤，其中心軸與豎直方向的夾角為30°,開始時,圓盤靜止，其上表而覆蓋著一層灰塵，沒有掉落。現(xiàn)將圓盤繞其中心軸旋轉，其角速度從 零緩慢增大至3,此時圓盤表而上的灰塵75%被甩掉。設灰塵與圓盤間的動摩擦因數(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，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錯誤。故選A。14. 游樂園里有一種叫"飛椅"的游樂項目，簡化后的示意圖如圖所示.已知飛椅用鋼繩系 著，鋼繩上端的懸點固迫在頂部水平轉盤上的圓周上.轉盤繞穿過其中心的豎直軸勻速轉 動.穩(wěn)左后，每根鋼繩（含飛椅及游客）與轉軸在同一豎直平而內(nèi).圖中P、Q兩位游客懸于 同一個圓周上，P所在鋼繩的長度大于Q所在鋼繩的長度，鋼繩與豎直方向的夾角分別為 吐、/.不計鋼繩的重力.下列判斷正確的是（）A. P、Q兩個飛椅的線速度大小相同B. 無論兩個游客的質(zhì)量分別有多大，泄大于02C.