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文档简介
到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西,到内蒙古边陲的阿尔山,看真贫、知真贫,真扶贫、扶真贫,成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”课时跟踪检测(十三) 圆周运动对点训练:描述圆周运动的物理量1汽车在公路上行驶时一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。某国产轿车的车轮半径约为30 cm,当该型号的轿车在高速公路上匀速行驶时,驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上,可估算出该车轮的转速近似为()A1 000 r/sB1 000 r/minC1 000 r/h D2 000 r/s解析:选B设经过时间t,轿车匀速行驶的路程xvt,此过程中轿车轮缘上的某一点转动的路程xnt2R,其中n为车轮的转速,由xx可得:vtnt2R,n17.7 r/s1 062 r/min。B正确。2.(2017湖北省重点中学联考)如图所示,由于地球的自转,地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动,对于P、Q两物体的运动,下列说法正确的是()AP、Q两物体的角速度大小相等BP、Q两物体的线速度大小相等CP物体的线速度比Q物体的线速度大DP、Q两物体均受重力和支持力两个力作用解析:选AP、Q两物体都是绕地轴做匀速圆周运动,角速度相等,即PQ,选项A对;根据圆周运动线速度vR,P、Q两物体做匀速圆周运动的半径不等,即P、Q两物体做圆周运动的线速度大小不等,选项B错;Q物体到地轴的距离远,圆周运动半径大,线速度大,选项C错;P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用,重力只是万有引力的一个分力,选项D错。3.如图所示,甲、乙两水平圆盘紧靠在一块,甲圆盘为主动轮,乙靠摩擦随甲转动且无滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲:r乙31,两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同,m1距O点为2r,m2距O点为r,当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时()Am1与m2滑动前的角速度之比1231Bm1与m2滑动前的向心加速度之比a1a213C随转速慢慢增加,m1先开始滑动D随转速慢慢增加,m2先开始滑动解析:选D甲、乙两圆盘边缘上的各点线速度大小相等,有:13r2r,则得1213,所以小物体相对盘开始滑动前,m1与m2的角速度之比为13,故A错误;小物体相对盘开始滑动前,根据a2r得:m1与m2的向心加速度之比为a1a2(122r)(22r)29,故B错误;根据mgmr2ma知,因a1a229,圆盘和小物体的动摩擦因数相同,可知当转速增加时,m2先达到临界角速度,所以m2先开始滑动。故D正确,C错误。对点训练:水平面内的匀速圆周运动4.山城重庆的轻轨交通颇有山城特色,由于地域限制,弯道半径很小,在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜。每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉,很是惊险刺激。假设某弯道铁轨是圆弧的一部分,转弯半径为R,重力加速度为g,列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为,则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为()A. B.C. D.解析:选C轨道不受侧向挤压时,轨道对列车的作用力就只有弹力,重力和弹力的合力提供向心力,根据向心力公式mgtan m,得v,C正确。5(多选)如图所示,在水平转台上放一个质量M2.0 kg的木块,它与台面间的最大静摩擦力fm6.0 N,绳的一端系住木块,另一端穿过转台的中心孔O(为光滑的)悬吊一质量m1.0 kg 的小球,当转台以5.0 rad/s的角速度匀速转动时,欲使木块相对转台静止,则木块到O孔的距离可能是(重力加速度g10 m/s2,木块、小球均视为质点)()A6 cm B.15 cmC30 cm D34 cm解析:选BC转台以一定的角速度匀速转动,木块所需的向心力与做圆周运动的半径r成正比,在离O点最近处rr1时,木块有靠近O点的运动趋势,这时摩擦力沿半径向外,刚好达到最大静摩擦力fm,即mgfmM2r1,得r18 cm,同理,木块在离O点最远处rr2时,有远离O点的运动趋势,这时摩擦力的方向指向O点,且达到最大静摩擦力fm,即mgfmM2r2,得r232 cm,则木块能够相对转台静止,半径应满足关系式r1rr2。选项B、C正确。6(多选)(2017开封质检)如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为RAr,RB2r,与盘间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,下列说法正确的是()A此时绳子张力为T3mgB此时圆盘的角速度为 C此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D此时烧断绳子,A仍相对盘静止,B将做离心运动解析:选ABCA和B随着圆盘转动时,合外力提供向心力,则Fm2r,B的运动半径比A的半径大,所以B所需向心力大,绳子拉力相等,所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,B的静摩擦力方向沿半径指向圆心,A的最大静摩擦力方向沿半径指向圆外,根据牛顿第二定律得:Tmgm2r,Tmgm22r,解得:T3mg,故A、B、C正确;此时烧断绳子,A的最大静摩擦力不足以提供向心力,则A做离心运动,故D错误。7(2017湖南高三联考)汽车试车场中有一个检测汽车在极限状态下的车速的试车道,试车道呈锥面(漏斗状),侧面图如图所示。测试的汽车质量m1 t,车道转弯半径r150 m,路面倾斜角45,路面与车胎的动摩擦因数为0.25,设路面与车胎的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,(g取10 m/s2)求(1)若汽车恰好不受路面摩擦力,则其速度应为多大?(2)汽车在该车道上所能允许的最小车速。解析:(1)汽车恰好不受路面摩擦力时,由重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:mgtan m解得:v38.7 m/s。(2)当车道对车的摩擦力沿车道向上且等于最大静摩擦力时,车速最小,受力如图,根据牛顿第二定律得:FNsin Ffcos mFNcos Ffsin mg0FfFN解得:vmin30 m/s。答案:(1)38.7 m/s(2)30 m/s对点训练:竖直面内的匀速圆周运动8(2017咸阳一模)固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD,其A点与圆心等高,D点为轨道的最高点,DB为竖直线,AC为水平线,AE为水平面,如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止释放,且从A点进入圆弧轨道运动,只要适当调节释放点的高度,总能使球通过最高点D,则小球通过D点后()A一定会落到水平面AE上B一定会再次落到圆弧轨道上C可能会再次落到圆弧轨道上D不能确定解析:选A设小球恰好能够通过最高点D,根据mgm,得:vD,知在最高点的最小速度为。小球经过D点后做平抛运动,根据Rgt2得:t 。则平抛运动的水平位移为:xR,知小球一定落在水平面AE上。故A正确,B、C、D错误。9(2017绵阳诊断)如图所示,轻杆长3L,在杆两端分别固定质量均为m的球A和B,光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球B运动到最高点时,杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力。则球B在最高点时()A球B的速度为零B球A的速度大小为C水平转轴对杆的作用力为1.5mgD水平转轴对杆的作用力为2.5mg解析:选C球B运动到最高点时,杆对球B恰好无作用力,即重力恰好提供向心力,有mgm,解得vB,故A错误;由于A、B两球的角速度相等,则球A的速度大小vA,故B错误;B球在最高点时,对杆无弹力,此时A球受重力和拉力的合力提供向心力,有Fmgm,解得:F1.5mg,故C正确,D错误。10(多选)“水流星”是一种常见的杂技项目,该运动可以简化为细绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型。已知绳长为l,重力加速度为g,则()A小球运动到最低点Q时,处于失重状态B小球初速度v0越大,则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大C当v0 时,小球一定能通过最高点PD当v0 时小球一定能通过最高点P,选项C正确;当v0 时,由mv02mgh得小球能上升的高度hl,即小球不能越过与悬点等高的位置,故当v0时,小球将在最低点位置附近来回摆动,细绳始终处于绷紧状态,选项D正确。考点综合训练11.(多选)(2017湖南联考)如图所示为用绞车拖物块的示意图。拴接物块的细线被缠绕在轮轴上,轮轴逆时针转动从而拖动物块。已知轮轴的半径R0.5 m,细线始终保持水平;被拖动物块质量m1.0 kg,与地面间的动摩擦因数0.5;轮轴的角速度随时间变化的关系是kt,k2 rad/s,g10 m/s2,以下判断正确的是()A物块做匀速运动B细线对物块的拉力是5.0 NC细线对物块的拉力是6.0 ND物块做匀加速直线运动,加速度大小是1.0 m/s2解析:选CD由题意知,物块的速度为:vR2t0.51t(m),又vat,故可得:a1 m/s2,所以物块做匀加速直线运动,加速度大小是1.0 m/s2。故A错误,D正确;由牛顿第二定律可得:物块所受合外力为:Fma1 N,FFTFf,地面摩擦力为:Ffmg0.5110 N5 N,故可得物块受细线拉力为:FTFfF5 N1 N6 N,故B错误,C正确。12.如图所示,质量为M的物体内有光滑圆形轨道,现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动。A、C点为圆周的最高点和最低点,B、D点是与圆心O同一水平线上的点。小滑块运动时,物体在地面上静止不动,则物体对地面的压力FN和地面对物体的摩擦力有关说法正确的是()A小滑块在A点时,FNMg,摩擦力方向向左B小滑块在B点时,FNMg,摩擦力方向向右C小滑块在C点时,FN(Mm)g,M与地面无摩擦D小滑块在D点时,FN(Mm)g,摩擦力方向向左解析:选B因为轨道光滑,所以小滑块与轨道之间没有摩擦力。小滑块在A点时,与轨道没有水平方向的作用力,所以轨道没有运动趋势,即摩擦力为零;当小滑块的速度v时,对轨道A点的压力为零,物体对地面的压力FNMg,当小滑块的速度v时,对轨道A点的压力向上,物体对地面的压力FNMg,故选项A错误;小滑块在B点时,对轨道的作用力水平向左,所以物体对地有向左运动的趋势,地面给物体向右的摩擦力;竖直方向上对轨道无作用力,所以物体对地面的压力FNMg,故选项B正确;小滑块在C点时,地面对物体也没有摩擦力;竖直方向上小滑块对轨道的压力大于其重力,所以物体对地面的压力FN(Mm)g,故选项C错误;小滑块在D点时,地面给物体向左的摩擦力,物体对地面的压力FNMg,故选项D错误。13(2017晋江月考)如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承受的最大拉力均为2mg。当细绳AC和BC均拉直时ABC90,ACB53,BC1 m。细绳AC和BC能绕竖直轴AB匀速转动,因而小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时,两绳均会被拉断,则最先被拉断的那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为(重力加速度g10 m/s2,sin 530.8,cos 530.6)()AAC5 m/sBBC5 m/sCAC5.24 m/s DBC5.24 m/s解析:选B当小球线速度增至BC被拉直后,由牛顿第二定律可得,竖直方向上:TAsinACBmg,水平方向上:TAcosACBTBm,由式可得:TAmg,小球线速度增大时,TA不变,TB增大,当BC绳刚要被拉断时,TB2mg,由可解得此时,v5.24 m/s;BC绳断后,随小球线速度增大,AC线与竖直方向间夹角增大,设AC线被拉断时与竖直方向的夹角为,由TACcos mg,TACsin m,rLACsin ,可解得,60,LAC m,v5 m/s,故B正确。14(2017昆明七校调研)如图所示,一长l0.45 m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m0.10 kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H0.90 m。开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,让小球从静止释放,当小球运动到B点时,轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g10 m/s2。(1)轻绳断裂后小球从B点抛出并落在水平地面的C点,求C点与B点之间的水平距离;(2)若OP0.30 m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力而断裂,求轻绳能承
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