《高三物理總復(fù)習(xí)4-3圓周運(yùn)動同步練習(xí)新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理總復(fù)習(xí)4-3圓周運(yùn)動同步練習(xí)新人教版（11頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 4-3 圓周運(yùn)動 一、選擇題 1．在一棵大樹將要被伐倒的時(shí)候，有經(jīng)驗(yàn)的伐木工人就會雙眼緊盯著樹梢，根據(jù)樹梢 的運(yùn)動情形就能判斷大樹正在朝著哪個(gè)方向倒下， 從而避免被倒下的大樹砸傷． 從物理知識 的角度來解釋，以下說法正確的是 ( ) A．樹木開始倒下時(shí)，樹梢的角速度較大，易于判斷 B．樹木開始倒下時(shí)，樹梢的線速度最大，易于判斷 C．樹木開始倒下時(shí)，樹梢的向心加速度較大，易于判斷 D．伐木工人的經(jīng)驗(yàn)缺乏科學(xué)依據(jù) [ 答案 ] B [ 解析 ] 樹木開始倒下時(shí)，樹各處的角速度一樣大，故 A 錯誤；由 v＝ω r 可知，樹梢

2、 的線速度最大，易判斷樹倒下的方向， B 正確；由 a＝ω 2r 知，樹梢處的向心加速度最大， 方向指向樹根處，但無法用向心加速度確定倒下方向，故 C、D 均錯誤． 2．水平路面上轉(zhuǎn)彎的汽車，向心力是 ( ) A．重力和支持力的合力 B ．靜摩擦力 C．重力、支持力、牽引力的合力 D ．滑動摩擦力 [ 答案 ] B [ 解析 ] 重力和支持力垂直于水平面，不能充當(dāng)向心力，充當(dāng)向心力的是靜摩擦力． 3．(2011 鎮(zhèn)江模擬 ) 如圖所示， A、B 隨水平圓盤繞軸勻

3、速轉(zhuǎn)動，物體 B 在水平方向所受的作用力有 ( ) A．圓盤對 B 及 A 對 B 的摩擦力，兩力都指向圓心 B．圓盤對 B 的摩擦力指向圓心， A 對 B的摩擦力背離圓心 C．圓盤對 B 及 A 對 B 的摩擦力和向心力 D．圓盤對 B 的摩擦力和向心力 [ 答案 ] B [ 解析 ] A 隨 B做勻速圓周運(yùn)動，它所需的向心力由 B 對 A的摩擦力來提供，因此 B 對 A的摩擦力指向圓心， A 對 B 的摩擦力背離圓心，圓盤對 B 的摩擦力指向圓心，才能使 B 受 到指向圓心的合力，所以只有選項(xiàng) B 正確． 1

4、 4．(2011 長沙模擬 ) 如圖所示，螺旋形光滑軌道豎直放置， P、 Q 為對應(yīng)的軌道最高點(diǎn)，一個(gè)小球以一定速 度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，且能過軌道最高點(diǎn) P，則下列說法中正確的是 ( ) A．軌道對小球做正功，小球的線速度 vp>vQ B．軌道對小球不做功，小球的角速度 ω P<ω Q C．小球的向心加速度 aP>aQ D．軌道對小球的壓力 FP>FQ [ 答案 ] B [ 解析 ] 軌道對小球的支持力始終與小球運(yùn)動方向垂直，軌道對小球不做功；小球從 P 運(yùn)

5、動到 Q的過程中， 重力做正功， 動能增大， 可判斷 vPr Q可知， ω P<ω Q， A 錯誤 B 正確；再利用向心加速度 a＝v2/ r ， vPr Q，可知 aPFP， D錯誤． 5. (2011 桂林模擬 ) 如圖所示， 某游樂場有一水上轉(zhuǎn)臺， 可在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動， 沿半徑 方向面對面手拉手坐

6、著甲、 乙兩個(gè)小孩， 假設(shè)兩小孩的質(zhì)量相等， 他們與盤間的動摩擦因數(shù) 相同， 當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩小孩剛好還未發(fā)生滑動時(shí)， 某一時(shí)刻兩小孩突然松手， 則兩小孩 的運(yùn)動情況是 ( ) A．兩小孩均沿切線方向滑出后落入水中 B．兩小孩均沿半徑方向滑出后落入水中 C．兩小孩仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，不會發(fā)生滑動而落入水中 D．甲仍隨圓盤一起做勻速圓周轉(zhuǎn)動，乙發(fā)生滑動最終落入水中 2 [ 答案 ] D [ 解析 ] 在松手前，甲、乙兩小孩做圓周運(yùn)動的向心力均由靜摩擦力及拉力的合力提供， 且靜摩擦力均達(dá)到了最大靜摩擦力

7、．因?yàn)檫@兩個(gè)小孩在同一個(gè)圓盤上運(yùn)動，故角速度 ω 相 同，設(shè)此時(shí)手上的拉力為 FT，則對甲： Ff m－ FT＝mω 2R甲． 對乙： FT＋Ff m＝ mω 2R乙，當(dāng)松手時(shí)， FT＝ 0，乙所受的最大靜摩擦力小于所需要的向心力，故乙做離心運(yùn)動，然后落入水中，甲 所受的靜摩擦變小， 直至與它所需要的向心力相等， 故甲仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動， 選 項(xiàng) D 正確． 第 6 題圖 6．如圖甲所示，一根不可伸長的輕繩一端拴著一個(gè)小球，另一端固定在豎直桿上，當(dāng)

8、 豎直桿以角速度 ω 轉(zhuǎn)動時(shí)，小球跟著桿一起做勻速圓周運(yùn)動，此時(shí)繩與豎直方向的夾角為 θ，則圖乙中關(guān)于 ω 與 θ 關(guān)系的圖象正確的是 ( ) [ 答案 ] D [ 解析 ] 對小球受力分析后列牛頓第二定律方程， 設(shè)繩長為 L，小球質(zhì)量為 m，則 mgtan θ 2 2 g ＝m( Lsin θ) ω ，得 ω ＝ Lcos θ，再利用極限法，根據(jù)當(dāng) θ ＝0和 θ ＝90時(shí) cos θ 分 別為 1 和 0 即可判斷出 ω

9、的變化規(guī)律應(yīng)為 D 圖． 7． (2 011安徽 ) 一般的曲線運(yùn)動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動的一 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 ρ 叫做 A 點(diǎn)的曲率半徑． 現(xiàn)將一物體沿與水平面成 α 角的方向以速度 3 υ0 拋出，如圖 (b) 所示，則在其軌跡最高點(diǎn) P 處的曲率半徑是 ( )

10、 v0 2 v0 2sin 2α A. g B. g v0 2cos 2α v0 2cos 2α C. g D. sin α g [ 答案 ] C [ 解析 ] 本題考查拋體運(yùn)動和圓周運(yùn)動相結(jié)合的知識．以 v0 初速斜拋的物體上升到最 高點(diǎn)處即豎直分速度減到零， 故 P點(diǎn)速度 v ＝ v0cos α . 由圓周運(yùn)動知識在 P點(diǎn)處重力提供 P mvP 2

11、向心力，即 mg＝ ρ 2 2 ∴ ρ ＝vP 2/ g＝ v0 cos α ，故 C正確． g 8．(2011 雞西模擬 ) 如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量不同的小球用長度不等的細(xì)線拴在同一點(diǎn)并 在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則它們的 ( ) A．運(yùn)動周期相同 B．運(yùn)動的線速度相同 C．運(yùn)動的角速度相同 D．向心加速度相同 [ 答案 ] AC [ 解析 ] 4

12、 ①對兩球受力分析如圖所示，重力和繩拉力的合力提供向心力，則 F 合＝ tan α ＝ ( 2π ) 2 ＝ v2＝ ω 2 ＝n mg m T r mr m r ma 由幾何關(guān)系得 r ＝ htan α 解得 T＝ 2π h、 ω ＝ g、 v＝ ghtan 2α 、 an＝ gtan α ； g h ②由于兩球與豎直方向的夾角不同， 所以線速度和向心加速度不同， 而周期和角速度相

13、 同，故 A、C 正確， B、 D 錯誤． 二、非選擇題 9. 如圖所示，將完全相同的兩個(gè)小球 A、 B 用長 l ＝0.8m 的細(xì)繩懸于以 v＝ 4m/s 向右勻速 運(yùn)動的小車頂部，兩小球與小車前后壁接觸． 由于某種原因， 小車突然停止，此時(shí)懸線中的 A B 2 張力 F 與 F 之比為 ________( g 取 10m/s ) ． [ 答案 ] 3： 1 [ 解析 ] 當(dāng)小車突然停止運(yùn)動時(shí)， B球立即停止， 所以 FB＝ mg而 A 球由于

14、慣性將做圓周 v2 運(yùn)動，由牛頓第二定律得： FA－mg＝ ml ，代入數(shù)值解得 FA＝ 3mg ∴ A： B＝3： 1 F F 10．用一根細(xì)繩，一端系住一定質(zhì)量的小球， 另一端固定，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動．現(xiàn)在兩個(gè)這樣的裝置， 如圖甲和乙所示． 已知兩球轉(zhuǎn)動的角速度大小相同，繩與豎 直方向的夾角分別為 37和 53. 則 a、b 兩球的轉(zhuǎn)動半徑 Ra 和 Rb 之比為 ________ ．(sin37 ＝0.6 ；cos37＝ 0.8) 5

15、 [ 答案 ] 9 ∶ 16 [ 解析 ] 考查水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動， 繩的拉力與重力的合力提供向心力， 由幾何關(guān)系用 繩長表示圓周運(yùn)動的半徑，由于角速度大小相同，由 F＝ mRω2，可以求出半徑之比． 11. 2010 年 11 月 17 日廣州亞運(yùn)會體操男子單杠決賽中，中國小將張成龍問鼎冠軍．張成 龍完成了一個(gè)單臂回環(huán)動作后恰好靜止在最高點(diǎn)， 如圖所示．設(shè)張成龍的重心離杠

16、l ＝ 1.1m， 體重 51kg. 忽略摩擦力，且認(rèn)為單臂回環(huán)動作是圓周運(yùn)動 2 ( g＝10m/s ) ．試求： (1) 達(dá)到如圖所示效果，張成龍的重心在最低點(diǎn)的速度大小． (2) 張成龍?jiān)谧罡唿c(diǎn)與最低點(diǎn)時(shí)對杠的作用力分別是多大． [ 答案 ] (1)6.6m/s(2)510N 2550N [ 解析 ] (1) 根據(jù)機(jī)械能守恒，設(shè)張成龍?jiān)谧畹忘c(diǎn)的速度為 v，則 ＝ 1 2 ＝ 2 l mgh 2mv h 所以 v＝ 2gh＝ 2 gl ＝ 2 11m/s≈6.6m/s. (2) 在

17、最高點(diǎn)張成龍?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài)，故所受杠的支持力等于其重力 FN＝ mg＝510N 由牛頓第三定律，張成龍對杠的作用力為 510N. 在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動，設(shè)杠對張成龍的作用力為 FN′ v2 則 FN′－ mg＝ ml v2 故 FN′＝ mg＋ ml ＝ 2550N 6 由牛頓第三定律知，張成龍對杠的作用力為 2550N. 12．(2011 淄博模擬 ) 3 如圖所示，在豎直平面內(nèi)的 4圓弧形光滑軌道半徑為 R，A 端與圓心 O等高， A

18、D為水平 面， B端在 O的正上方．一個(gè)小球自 A 點(diǎn)正上方由靜止釋放，自由下落至 A 點(diǎn)進(jìn)入圓軌道， 到達(dá) B 點(diǎn)對軌道的壓力恰好為零．求： (1) 釋放點(diǎn)距 A點(diǎn)的豎直高度； (2) 落點(diǎn) C與 A點(diǎn)的水平距離． 3 [ 答案 ] (1) 2R (2)( 2－ 1) R [ 解析 ] (1) 小球達(dá)到 B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力恰好為零，則 vB 2 mg＝ m R 所以 vB＝ gR 由機(jī)械能守恒定律得 mgh＝ 12mvB 2＋ mgR 3 所以 h＝ 2R 1 2 (2) 小球從 B

19、點(diǎn)到 C點(diǎn)做平拋運(yùn)動，則 R＝ 2gt 2R 解得 t ＝ g 間的距離為 x ＝ B ，解得 x ＝ 2 OC v t R AC間的距離為 d＝ x－ R＝( 2－ 1) R. 13．(2011 太原模擬 ) 如圖所示，傳送帶以一定速度沿水平方向勻速運(yùn)動，將質(zhì)量 m＝ 1.0kg 的小物塊輕輕放在傳送帶上的 P 點(diǎn)，物塊運(yùn)動到 A 點(diǎn)后被水平拋出，小物塊恰好無碰 撞地沿圓弧切線從 B 點(diǎn)進(jìn)入豎

20、直光滑圓弧軌道下滑． B、 C 為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平， 軌道最低點(diǎn)為 O，已知圓弧對應(yīng)圓心角 θ ＝106， 圓弧半徑 R＝ 1.0m，A 點(diǎn)距水平面的高度 h＝ 0.8m，小物塊離開 C點(diǎn)后恰好能無碰撞地沿固定斜面向上滑動，經(jīng)過 0.8s 小物塊 第二 7 次經(jīng)過 D點(diǎn)，已知小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) μ ＝ 13.( 取 sin53 ＝ 0.8 ， g＝ 10m/s 2) 求： (1) 小物塊離開 A 點(diǎn)

21、時(shí)的水平速度大??； (2) 小物塊經(jīng)過 O點(diǎn)時(shí)，軌道對它的支持力大??； (3) 斜面上 C、 D間的距離． [ 答案 ] (1)3m/s (2)43N (3)0.98m [ 解析 ] (1) 對于小物塊，由 A 到 B 做平拋運(yùn)動，在豎直方向上有 vy 2＝ 2gh① 在 B 點(diǎn)時(shí)有 tan θ ＝ vy ② 2 vA 由①②解得 vA＝ 3m/s (2) 小物塊在 B點(diǎn)的速度為 vB＝ vA 2＋ vy 2＝ 5m/s 由 B 到 O由機(jī)械能守恒定律得 mgR(1 －sin37 ) ＝ 1mvO 2－1mvB 2 2 2

22、 vO 2 由牛頓第二定律得 FN－ mg＝m R 解得 FN＝43N (3) 物塊沿斜面上滑時(shí)，有 mgsin53 ＋ μ mgcos53＝ ma1 vC＝ vB＝ 5m/s vC 小物塊由 C上升到最高點(diǎn)的時(shí)間為 t 1＝ ＝ 0.5s a1 則小物塊由斜面最高點(diǎn)回到 D點(diǎn)歷時(shí) t 2＝ 0.8s － 0.5s ＝0.3s 小物塊沿斜面下滑時(shí)，由牛頓第二定律得 mgsin53 － μ mgcos53＝ ma2 CD vC 1 1 2 2 2 C、 D間的距離為 x ＝ 2 t －2a t ＝ 0.98m. 8