2020-2021物理第二冊提升訓(xùn)練：第六章 階段回顧（第1～3節(jié)）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材物理人教版必修第二冊提升訓(xùn)練：第六章階段回顧（第1～3節(jié)）含解析階段回顧(第1~3節(jié))易錯點一對圓周運動中加速度的理解不清晰1．（多選）關(guān)于向心加速度，以下說法中正確的是(）A．物體做勻速圓周運動時,向心加速度就是物體的合加速度B．物體做圓周運動時，向心加速度就是物體的合加速度C．物體做圓周運動時，向心加速度越大，線速度就越大D．物體做勻速圓周運動時，向心加速度越大，線速度的方向變化越快答案AD解析物體做勻速圓周運動時，向心加速度就是物體的合加速度，物體做變速圓周運動時,向心加速度只是合加速度的一個分量，A正確，B錯誤；物體做(勻速)圓周運動時，向心加速度描述線速度方向變化的快慢，只有當(dāng)運動半徑一定時，向心加速度越大，線速度越大，C錯誤,D正確。易錯點二描述圓周運動的各物理量之間的關(guān)系理解不到位2．（多選）小金屬球質(zhì)量為m，用長L的輕懸線固定于O點,在O點的正下方eq\f(L,2)處釘有一顆釘子P，把懸線沿水平方向拉直，如圖所示，若無初速度釋放小球。當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間（設(shè)線沒有斷)（)A．小球的角速度突然增大B．小球的線速度突然減小到零C．小球的向心加速度突然增大D．小球的線速度突然增大答案AC解析由題意知，當(dāng)懸線與釘子相碰時，懸線仍然豎直，小球在豎直方向仍然只受重力和懸線的拉力，故其運動方向不受力，線速度大小不變；又角速度ω＝eq\f(v,r)，r減小，所以ω增大；向心加速度an＝eq\f(v2，r），r減小，則an也增大，故A、C正確，B、D錯誤。易錯點三忽視圓周運動的周期性而出錯3.如圖所示，用薄紙做成的圓筒，直徑為D，水平放置，繞圓筒軸線OO′以角速度ω0逆時針勻速轉(zhuǎn)動。一玩具手槍發(fā)出的子彈,沿水平方向勻速飛來（不計子彈重力影響），沿圓筒的直徑方向擊穿圓筒后飛出（設(shè)薄紙對子彈的運動速度無影響且認(rèn)為紙筒沒有發(fā)生形變），結(jié)果在圓筒上只留下子彈的一個洞痕，求子彈的速度。答案eq\f(Dω0,2n＋1π）(n＝0，1，2，3，…）解析由于子彈在圓筒上只留下了一個洞痕，設(shè)子彈穿過圓筒的時間為t,考慮勻速圓周運動的周期性，故有π＋2nπ＝ω0t(n＝0,1,2,3，…)解得t＝eq\f（2n＋1π，ω0）(n＝0,1，2，3，…)，所以子彈的速度v＝eq\f（D,t）＝eq\f(Dω0,2n＋1π）(n＝0,1,2,3，…）.4．用如圖所示的裝置可以測量彈簧槍發(fā)射子彈的出口速度。在一根水平軸MN上相隔L安裝兩個平行的薄圓盤,兩圓盤可以繞水平軸MN一起勻速運動.彈簧槍緊貼左盤沿水平方向在水平軸MN的正上方射出一顆子彈，子彈穿過兩個薄圓盤，并在圓盤上留下兩個小孔A和B(設(shè)子彈穿過B時還沒有運動到轉(zhuǎn)軸的下方）。若測得兩個小孔距水平軸MN的距離分別為RA和RB,它們所在的半徑按轉(zhuǎn)動方向由B到A的夾角為φ(φ為銳角)。已知重力加速度為g,求:(1）彈簧槍發(fā)射子彈的出口速度；（2)圓盤繞MN軸勻速轉(zhuǎn)動的角速度;（3）若用一橡皮泥將A孔堵上，則橡皮泥的向心加速度的大小是多少？答案（1）Leq\r(\f（g，2RA－RB)）（2)（2nπ＋φ)eq\r(\f(g，2RA－RB)）(n＝0,1，2，…）（3）eq\f（2nπ＋φ2RAg,2RA－RB）（n＝0,1,2,…）解析(1)以子彈為研究對象，在從A運動到B的過程中，由平拋運動的規(guī)律可得RA－RB＝eq\f（1,2）gt2，x＝L＝v0t聯(lián)立解得彈簧槍發(fā)射子彈的出口速度v0＝Leq\r(\f（g,2RA－RB)).(2）子彈從A運動到B所用的時間為t＝eq\f(L,v0）＝eq\r(\f（2RA－RB,g)）在此過程中，圓盤轉(zhuǎn)過的角度為θ＝2nπ＋φ（n＝0，1,2，…）所以圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω＝eq\f(θ，t)＝(2nπ＋φ）eq\r（\f(g，2RA－RB））（n＝0,1，2，…）。（3）橡皮泥的角速度與圓盤轉(zhuǎn)動的角速度相等,所以橡皮泥的向心加速度為an＝ω2RA＝eq\f（2nπ＋φ2RAg，2RA－RB)（n＝0,1,2，…）.易錯點四不能準(zhǔn)確判定圓周運動中的臨界條件5.（多選)如圖所示，A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上,動摩擦因數(shù)均為μ，A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量均為m，A、B離軸的距離為R，C離軸的距離為2RA．C物體的向心加速度最大B．B物體所受的靜摩擦力最小C．當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，C比A先滑動D．當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，B比A先滑動答案ABC解析根據(jù)公式an＝ω2r可知C物體的向心加速度最大,故A正確；向心力由靜摩擦力提供，則有f＝Fn＝mω2r，可知物體B受到的靜摩擦力最小，故B正確;當(dāng)靜摩擦力最大時，物體相對圓臺恰好不滑動，則有μmg＝mω2r，即ω＝eq\r（\f（μg，r）），由于C離軸的距離最大，A、B離軸的距離相等，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時，C先滑動，然后A、B一起滑動,故C正確，D錯誤。重難點一皮帶傳動與同軸轉(zhuǎn)動的問題1．如圖所示，在輪B上固定有同軸小輪A，輪B通過皮帶帶動輪C，皮帶和兩輪之間沒有滑動，A、B、C三輪的半徑依次為r1、r2和r3，繞在A輪上的繩子,一端固定在A輪邊緣上，另一端系有重物P，當(dāng)重物P以速率v勻速下落時，C輪轉(zhuǎn)動的角速度為________。答案eq\f(r2,r1r3）v解析A輪與重物P相連，當(dāng)重物P以速率v勻速下落時,A輪邊緣的線速度vA＝v，A、B兩輪共軸,角速度相等,則B輪邊緣的線速度vB＝eq\f（r2,r1)v，由于B輪和C輪是皮帶傳動，皮帶傳動的特點是兩輪與皮帶接觸點的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故C輪邊緣的線速度vC＝vB＝eq\f（r2，r1）v,則C輪轉(zhuǎn)動的角速度ωC＝eq\f(vC，r3）＝eq\f(r2，r1r3)v。2．如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動,三輪的半徑大小關(guān)系是rA＝rC＝2rB。若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比、線速度之比、加速度之比.答案1∶2∶21∶1∶21∶2∶4解析A、B兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，即va∶vb＝1∶1①由v＝ωr得ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2②B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，則B、C兩輪的角速度相同，即ωb∶ωc＝1∶1③由v＝ωr得vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2④由②③式得ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2由①④式得va∶vb∶vc＝1∶1∶2由a＝vω知加速度之比為aa∶ab∶ac＝1∶2∶4.重難點二類圓錐擺問題3．如圖所示，一軸豎直的錐形漏斗，內(nèi)壁光滑，內(nèi)壁上有兩個質(zhì)量不相同的小球A、B各自在不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，已知mA<mB，則下列關(guān)系正確的是（)A．線速度vA〈vBB．角速度ωA＝ωBC．向心加速度aA＝aBD．小球?qū)β┒返膲毫A>NB答案C解析設(shè)漏斗內(nèi)壁母線與水平方向的夾角為θ。以任意一個小球為研究對象，分析受力情況：受重力mg和漏斗內(nèi)壁的支持力N,它們的合力提供向心力，如圖所示，則根據(jù)牛頓第二定律得:mgtanθ＝meq\f(v2,r)，得v＝eq\r（grtanθ），θ一定，則v與eq\r(r)成正比，A球做勻速圓周運動的半徑大于B球做勻速圓周運動的半徑,所以vA＞vB，故A錯誤；角速度ω＝eq\f(v,r)＝eq\r（\f(gtanθ,r))，則角速度ω與eq\r（r)成反比，所以角速度ωA＜ωB，B錯誤；向心加速度an＝eq\f(Fn,m）＝eq\f(mgtanθ，m）＝gtanθ，與半徑r無關(guān)，故aA＝aB，C正確;漏斗內(nèi)壁對小球的支持力N＝eq\f(mg,cosθ)，θ相同,mA＜mB，則NA＜NB,故D錯誤。4．（多選）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形表演臺的側(cè)壁高速行駛,做勻速圓周運動。如圖所示，圖中虛線表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h,下列說法中正確的是(）A．h越高，摩托車對側(cè)壁的壓力將越大B．h越高，摩托車做圓周運動的線速度將越大C．h越高，摩托車做圓周運動的周期將越大D．h越高，摩托車做圓周運動的向心力將越大答案BC解析摩托車做勻速圓周運動，提供圓周運動的向心力的是重力mg和支持力F的合力，受力分析如圖所示。側(cè)壁對摩托車的支持力F＝eq\f(mg，cosθ）不變，與高度h無關(guān),則由牛頓第三定律可知摩托車對側(cè)壁的壓力大小不變，故A錯誤；向心力Fn＝mgtanθ，m和θ不變,則向心力大小不變，與高度h無關(guān)，故D錯誤；根據(jù)Fn＝meq\f（v2，r)，h越高，r越大，F(xiàn)n不變，則v越大,故B正確；根據(jù)Fn＝mreq\f（4π2，T2），h越高，r越大,Fn不變，則T越大，故C正確.5．兩個質(zhì)量相同的小球a、b用長度不等的細線拴在天花板上的同一點并在空中同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示，則關(guān)于a、b兩小球說法正確的是()A．a(chǎn)球角速度大于b球角速度B．a(chǎn)球線速度大于b球線速度C．a(chǎn)球向心力等于b球向心力D．a(chǎn)球向心加速度小于b球向心加速度答案B解析對其中一個小球受力分析，如圖，受重力、繩子的拉力,由于小球做勻速圓周運動,故合力提供向心力，將重力與拉力合成，合力指向圓心,由幾何關(guān)系得:Fn＝mgtanθ①；由向心力公式得：Fn＝mω2r②；設(shè)球與懸掛點間的高度差為h，由幾何關(guān)系得:r＝htanθ③；由①②③三式得：ω＝eq\r(\f（g，h）)，與繩子的長度和轉(zhuǎn)動半徑無關(guān)，與高度h有關(guān)，而兩球到懸點的高度相同,則有ωa＝ωb，故A錯誤；因兩球角速度相等，由v＝ωr,兩球轉(zhuǎn)動半徑ra＞rb,則線速度va＞vb,故B正確;由Fn＝mω2r,兩球轉(zhuǎn)動半徑ra＞rb,而質(zhì)量m和角速度ω相等，則向心力Fa＞Fb，故C錯誤;由a＝ω2r，角速度相等而轉(zhuǎn)動半徑ra＞rb,則向心加速度aa＞ab,故D錯誤。重難點三圓周運動與其他運動相結(jié)合的問題6。利用如圖所示的方法測定細線的抗拉強度。在長為L的細線下端懸掛一個質(zhì)量不計的小盒,小盒的左側(cè)開一孔，一個金屬小球從斜軌道上釋放后，水平進入小盒內(nèi),與小盒一起向右擺動.現(xiàn)逐漸增大金屬小球在軌道上釋放時的高度，直至擺動時細線恰好被拉斷，并測得此時金屬小球與盒一起做平拋運動的豎直位移h和水平位移x，若小球質(zhì)量為m，已知重力加速度為g，試求：（1）金屬小球做平拋運動的初速度為多少？(2)該細線的抗拉斷張力為多大？答案（1)xeq\r(\f(g，2h）)(2）mgeq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(1＋\f（x2，2hL）)）解析(1)細線被拉斷后,由平拋運動規(guī)律得h＝eq