(全國版)2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動16圓周運(yùn)動的基本概念能力訓(xùn)練

圓周運(yùn)動的基本觀點(diǎn)1．在人們常常有到的以下現(xiàn)象中，不屬于離心現(xiàn)象的是( )A．舞蹈演員在表演旋轉(zhuǎn)動作時，裙子會張開B．在雨中轉(zhuǎn)動一下傘柄，傘面上的雨水會很快地沿傘面運(yùn)動，抵達(dá)邊沿后雨水將沿切線方向飛出C．滿載黃沙或石子的卡車，在急轉(zhuǎn)彎時，部分黃沙或石子會被甩出D．守門員把足球踢出后，球在空中沿著弧線運(yùn)動答案D分析舞蹈演員在表演旋轉(zhuǎn)動作時，裙子做圓周運(yùn)動，所需要的向心力增添，遇到的合力的大小不足以供給裙子所需要的向心力時，裙子遠(yuǎn)離圓心，會張開，故A不切合題意；當(dāng)雨傘轉(zhuǎn)動時雨滴所需要的向心力增添，當(dāng)超出雨傘對雨滴的吸附力時，雨滴做離心運(yùn)動，故不切合題意；當(dāng)卡車急轉(zhuǎn)彎時，部分黃沙或石子間的作使勁不足以供給其所需的向心力，做離心運(yùn)動，會被甩出，故C不切合題意；運(yùn)動員將球踢出后球在空中運(yùn)動，是因為慣性作用，故D切合題意。2．(2017·天津南開區(qū)模擬)如下圖，質(zhì)量相等的、B兩物體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在圓盤A上，到圓心的距離之比是3∶2，圓環(huán)繞圓心做勻速圓周運(yùn)動，兩物體相對圓盤靜止。則A、B兩物體做圓周運(yùn)動的向心力之比為( )A．1∶1B．3∶2C．2∶3D．4∶9答案B分析A、B兩物體的角速度相等，依據(jù)Fn＝mrω2知，質(zhì)量相等，半徑之比為3∶2，則A、B兩物體做圓周運(yùn)動的向心力之比為3∶2，故B正確，A、C、D錯誤。3．(2017·江蘇泰州中學(xué)模擬)、B兩個質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動，在相等時間內(nèi)經(jīng)過A的弧長之比sA∶sB＝4∶3，轉(zhuǎn)過的圓心角之比θA∶θB＝3∶2，則以下說法中正確的選項是( )A．它們的線速度之比vA∶vB＝4∶3B．它們的角速度之比ωA∶ωB＝2∶3C．它們的周期之比TA∶TB＝3∶21D．它們的向心加快度之比aA∶aB＝3∶2答案A分析兩個質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動，若在相等時間內(nèi)它們經(jīng)過的弧長之比sA∶sB＝4∶s3，依據(jù)公式v＝t，它們的線速度之比vA∶vB＝4∶3，故A正確；轉(zhuǎn)過的圓心角之比θA∶θB＝3∶2，依據(jù)公式ω＝θ，它們的角速度之比ωA∶ωB＝3∶2，故B錯誤；依據(jù)公式＝2π，tTω它們的周期之比A∶B＝2∶3，故C錯誤；依據(jù)an＝ωv可知，它們的向心加快度之比A∶TTaaB＝2∶1，故D錯誤。4.如圖為學(xué)員駕駛汽車在水平面上繞點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的俯視表示圖。已知質(zhì)量為60Okg的學(xué)員在A點(diǎn)地點(diǎn)，質(zhì)量為70kg的教練員在B點(diǎn)地點(diǎn)，A點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑為5.0m，B點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑為4.0m，則學(xué)員和教練員(均可視為質(zhì)點(diǎn))()A．運(yùn)動周期之比為5∶4B．運(yùn)動線速度大小之比為1∶1C．向心加快度大小之比為4∶5D．遇到的協(xié)力大小之比為15∶14答案D分析因、B的角速度同樣，由＝2π可知A＝B，A錯誤；由v＝ωr可知vA∶B＝ATωTTvrA∶B＝5∶4，B錯誤；同原因＝ω2r可得aA∶B＝5∶4，C錯誤；向A∶F向B＝AAω2∶Bω2，raaFmrmr代入數(shù)據(jù)解得，F(xiàn)向A∶F向B＝15∶14，D正確。5．(2017·大連模擬)如下圖，在雙人花式溜冰運(yùn)動中，有時會看到被男運(yùn)動員拉著的女運(yùn)動員走開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動的出色場面，目測體重為G的女運(yùn)動員做圓錐擺運(yùn)動時和水平冰面的夾角約為30°，重力加快度為g，估量知該女運(yùn)動員( )2A．遇到的拉力為GB．遇到的拉力為2GC．向心加快度為3gD．向心加快度為2g答案B分析對女運(yùn)動員受力剖析如下圖，遇到自己重力G，拉力F，則F＝Fcos30°，F(xiàn)12＝sin30°，2＝，由牛頓第二定律得1＝，因此a＝3，＝2，B正確。FFGFmagFG如下圖，甲、乙兩水平圓盤緊靠在一塊，甲圓盤為主動輪，乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動且無滑動。甲圓盤與乙圓盤的半徑之比為r甲∶r乙＝3∶1，兩圓盤和小物體1、2之間的動摩擦mm因數(shù)同樣，m距O點(diǎn)為2r，m距O′點(diǎn)為r，當(dāng)甲遲緩轉(zhuǎn)動起來且轉(zhuǎn)速慢慢增添時( )12A．m1與m2滑動前的角速度之比ω1∶ω2＝3∶1B．m1與m2滑動前的向心加快度之比a1∶a2＝1∶3C．隨轉(zhuǎn)速慢慢增添，m1先開始滑動D．隨轉(zhuǎn)速慢慢增添，m2先開始滑動答案D分析甲、乙兩圓盤邊沿上的各點(diǎn)線速度大小相等，有：ω1·3r＝ω2·r，則得ω1∶ω2＝1∶3，因此小物體相對盤開始滑動前，m1與m2的角速度之比為1∶3，故A錯誤；小物322ω2體相對盤開始滑動前，依據(jù)a＝ωr得：m1與m2的向心加快度之比為a1∶a2＝(ω1·2r)∶(2r)＝2∶9，故B錯誤；依據(jù)μ＝ω2可知，臨界角速度ω＝μg，1和2的臨界角mgmrrmm速度之比為1∶2，而1和2的角速度之比ω1∶ω2＝1∶3，可知當(dāng)轉(zhuǎn)速增添時，2先達(dá)到mmm臨界角速度，因此m2先開始滑動，故D正確，C錯誤。7.如下圖，兩個嚙合齒輪，小齒輪半徑為10cm，大齒輪半徑為20cm，大齒輪中C點(diǎn)離圓心O2的距離為10cm，A、B分別為兩個齒輪邊沿上的點(diǎn)，則A、B、C三點(diǎn)的()A．線速度之比為1∶1∶1B．角速度之比為1∶1∶1C．向心加快度之比為4∶2∶1D．轉(zhuǎn)動周期之比為2∶1∶1答案C分析由題意知R＝2R＝2R，而v＝v，即ωR＝ωR，ω∶ω＝R∶R＝2∶1，又BACABAABBABBA有ωB＝ωC，由v＝ω，知vB＝2vC，故、、C三點(diǎn)線速度之比為2∶2∶1，角速度之比為RAB2π222∶1∶1，因T＝ω，故周期之比為1∶2∶2，由a＝ωR，可知向心加快度之比為(2×1)∶(12×2)∶(12×1)＝4∶2∶1，C正確。8．(2017·福建質(zhì)檢)(多項選擇)如下圖為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊沿上的一點(diǎn)，左邊是一輪軸，大輪的半徑為4，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心r的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊沿上。若在傳動過程中皮帶不打滑，則()A．c點(diǎn)與d點(diǎn)的角速度大小相等B．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等C．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等D．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的向心加快度大小相等答案AC4分析共軸轉(zhuǎn)動的各點(diǎn)角速度大小相等，故b、c、d三點(diǎn)角速度大小相等，故A正確；a、c兩點(diǎn)的線速度大小相等，、c兩點(diǎn)的角速度相等，依據(jù)v＝ω，a的角速度大于c的角速br度，則a點(diǎn)的角速度大于b點(diǎn)的角速度，故B錯誤，C正確；a、c兩點(diǎn)的線速度大小相等，v2依據(jù)an＝r，a點(diǎn)的向心加快度大于c點(diǎn)的向心加快度，故D錯誤。9．(北京高考)某原子電離后其核外只有一個電子，若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動，那么電子運(yùn)動( )A．半徑越大，加快度越大B．半徑越小，周期越大C．半徑越大，角速度越小D．半徑越小，線速度越小答案CQq2π22v2分析依據(jù)庫侖力供給向心力，由kr2＝ma＝mTr＝mωr＝mr，知r越大，a越小，ω也越??；r越小，v越大，而T越小，則C正確，A、B、D錯誤。10．(2016·上海高考)風(fēng)速儀構(gòu)造如圖a所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測器接收，當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)過齒輪帶動凸輪圓回旋轉(zhuǎn)，當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)光陰被擋住。已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為r，每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈。若某段時間t內(nèi)探測器接收到的光強(qiáng)隨時間變化關(guān)系如圖b所示，則該時間段內(nèi)風(fēng)輪葉片()4πnrA．轉(zhuǎn)速漸漸減小，均勻速率為t8πnrB．轉(zhuǎn)速漸漸減小，均勻速率為t4πnrC．轉(zhuǎn)速漸漸增大，均勻速率為t8πnrD．轉(zhuǎn)速漸漸增大，均勻速率為t答案B分析依據(jù)題意，從題圖b能夠看出，在t時間內(nèi)，探測器接收到光的時間在增添，凸輪圓盤的擋光時間也在增添，能夠確立圓盤凸輪的轉(zhuǎn)動速度在減小；在t時間內(nèi)能夠從5題圖看出有4次擋光，即凸輪圓盤轉(zhuǎn)動4周，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動了4n周，風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)過的弧長為l＝4n×2πr，葉片轉(zhuǎn)動速率為：v＝8πnrt，故B正確。(2017·江蘇高考)如下圖，一小物塊被夾子夾緊，夾子經(jīng)過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平圓滑細(xì)桿上，物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L，其雙側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F。小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動，小環(huán)遇到桿上的釘子P后馬上停止，物塊向上搖動。整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動。小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計，重力加快度為g。以下說法正確的選項是( )A．物塊向右勻速運(yùn)動時，繩中的張力等于2FB．小環(huán)遇到釘子P時，繩中的張力大于2F2v2C．物塊上漲的最大高度為gF－MgLD．速度v不可以超出答案D

M分析由題意知，F(xiàn)為夾子與物塊間的最大靜摩擦力，但在實質(zhì)運(yùn)動過程中，夾子與物塊間的靜摩擦力沒有達(dá)到最大，故物塊向右勻速運(yùn)動時，繩中的張力等于Mg，A錯誤；小環(huán)v2遇到釘子時，物塊做圓周運(yùn)動，F(xiàn)T－Mg＝ML，繩中的張力大于物塊的重力Mg，當(dāng)繩中的張力v2－大于2F時，物塊將從夾子中滑出，即2F－Mg＝ML，此時速度v＝M，故B錯h＝v2誤，D正確；物塊能上漲的最大高度2g，因此C錯誤。(2017·安徽六安一中模擬)如下圖，用手握著細(xì)繩的一端在水平桌面上做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，圓心為O，角速度為ω。細(xì)繩長為L，質(zhì)量忽視不計，運(yùn)動過程中細(xì)繩始終與小圓相切，在細(xì)繩的此外一端系著一個質(zhì)量為m的小球，小球恰巧沿以O(shè)為圓心的大圓在桌面上運(yùn)動，小球和桌面之間存在摩擦力，以下說法正確的選項是( )6A．小球?qū)⒆鲎兯賵A周運(yùn)動ω2rr2＋L2B．小球與桌面間的動摩擦因數(shù)為gLC．小球做圓周運(yùn)動的線速度為ω(l＋L)D．細(xì)繩拉力為mω2r2＋L2答案B分析手握著細(xì)繩做的是勻速圓周運(yùn)動，因此在細(xì)繩此外一端的小球做的也是勻速圓周運(yùn)動，A錯誤；設(shè)大圓的半徑為R，由圖可知R＝r2＋L2，則小球做圓周運(yùn)動的線速度為ωr2＋L2，C錯誤；設(shè)細(xì)繩中的張力為T，則Tcosφ＝mRω2，cosφ＝L，故T＝mω2R2＝RLmω2r2＋L2，D錯誤；依據(jù)摩擦力公式可得f＝μ＝sinφ，因為＝mω2r2＋L2，LmgTTLrrω2rr2＋L2sinφ＝R＝r2＋L2，因此μ＝gL，B正確。(2014·天津高考)半徑為R的水平圓環(huán)繞過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，A為圓盤邊緣上一點(diǎn)。在的正上方有一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以初速度v水平拋出時，半徑方向恰巧OOA與v的方向同樣，如下圖。若小球與圓盤只碰一次，且落在A點(diǎn)，重力加快度為g，則小球拋出時距O的高度h＝________，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小ω＝________。7gR22nπv答案2v2R(n＝1,2,3，)分析小球做平拋運(yùn)動，在豎直方向：＝12①h2gt在水平方向R＝vt②gR2由①②兩式可得h＝2v2③小球落在A點(diǎn)的過程中，OA轉(zhuǎn)過的角度θ＝2nπ＝ωt(n＝1,2,3，)④2nπv由②④兩式得ω＝R(n＝1,2,3，)。(福建高考)如下圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊沿的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加快轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時，物塊恰巧滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運(yùn)動?，F(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R＝0.5m，離水平川面的高度