【立体设计】高考物理 第4章 第3讲 圆周运动及其应用课后限时作业 新人教版.doc

【立体设计】2012高考生物理 第4章 第3讲 圆周运动及其应用课后限时作业 新人教版一、选择题(每小题5分，共25分)1如图所示为一绕o轴匀速运动的偏心轮，轮上各点的()a线速度大小均不相等b向心加速度与到转动轴o的距离成正比c角速度不同d向心加速度相同【解析】绕同一转轴转动的各点，角速度相同，由a2r，可知b正确【答案】b2如图所示，两个内壁光滑，半径不同的半圆轨道固定于地面，一个小球先后从与球心在同一水平高度的a、b两点由静止开始下滑，通过最低点时 （ ）a.小球对两轨道的压力相同b.小球对两轨道的压力不同c.小球的向心加速度相等d.小球的向心加速度不相等【解析】小球滑到最低点：mgr=,在最低点：f-mg=,解得：f=3mg,a=2g,与半径无关.故选项a、c正确.【答案】a、c3.如图所示，质量不计的轻质弹性杆p插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，且角速度为,则杆的上端受到球对其作用力的大小为 （ ）a.m2rb.c.d.条件不足，不能确定【解析】对小球进行受力分析，球受重力和杆对球的作用力，合力提供向心力，由题意知，小球所受合力在水平方向，合力大小为m2r,即重力和杆对球的作用力的合力在水平方向，大小为m2r，根据力的合成得f=.【答案】b4质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的a点和c点，如图所示，当轻杆绕轴bc以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时木架停止转动，则 （ ）a.小球仍在水平面内做匀速圆周运动b.在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大c.若角速度较小，小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动d.若角速度较大，小球可在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动【解析】绳b烧断前，竖直方向合力为零，即fa=mg，烧断b后，因惯性，要在竖直面内做圆周运动，且fa-mg=，所以fafa，a错，b对.当足够小时，小球不能摆过ab所在高度，c对.当足够大时，小球在竖直面内能通过ab上方最高点，从而做圆周运动，d对.【答案】b、c、d5.如图所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10 cm,大齿轮半径为20cm,大齿轮中c点离圆心o2的距离为10 cm,a、b分别为两个齿轮边缘上的点，则a、b、c三点的（ ）a.线速度之比为111b.角速度之比为111c.向心加速度之比为421d.转动周期之比为211【解析】由题意知rb=2ra=2rc，而va=vb,ara=brb,ab=rbra=21,又有b=c,由v=r,知vb=2vc,故a、b、c三点线速度之比为221，角速度之比为211，因t=2/,故周期之比为122，由a=2r，可知向心加速度之比为（221)(122)(121)=421,故选c.【答案】c二、非选择题(共35分)6(10分) 飞机在做俯冲拉起运动时，可以看做是圆周运动.如图所示,若在最低点附近做半径为r=180 m的圆周运动,飞行员的质量为m=70 kg,飞机经过最低点p点时的速度为v=360 km/h,试计算一下飞行员对座位的压力是多大?(取g=10 )【解析】飞行员在最低点受重力和座位的支持力,向心力由此二力的合力提供,所以-mg=,得=mg+.代入数据得=7010 n+70 n=4 588.9 n.根据牛顿第三定律可知,飞行员对座位的压力也为4 588.9 n.【答案】4 588.9 n7（12分）某同学在雨天撑一把半径为r=0.8 m的雨伞，雨伞边缘离地面的高度h=1.8 m，如图所示，当人以=2 rad/s 转动雨伞时，发现雨滴做离心运动，最后落到地面，求落到地面的雨滴构成的圆的半径是多少？落到地面时雨滴的速度是多大？（取g=10 ）【解析】雨滴离开雨伞时速度的大小v=r=20.8 m/s=1.6 m/s，方向沿切线方向.雨滴离开雨伞后做平抛运动，运动时间t= s=0.6 s.雨滴落地时的水平位移x=vt=1.60.6 m=0.96 m.则雨滴在地面上所围圆的半径为r，有r= m=3.12 m.雨滴落地时竖直方向速度的大小vy=gt=100.6 m/s=6 m/s，所以落地速度v= m/s=7.8 m/s.【答案】3.12 m 7.8 m/s8（13分）如图所示，把一个质量为m=1 kg的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上的a、b两个固定点相连接，绳a、b长都是1 m，ab长度是1.6 m，直杆和球旋转的角速度等于多少时，b绳上才有张力？【解析】抓住临界条件：当b绳刚好伸直还无张力时的角速度为球旋转的最小角速度，如图所示. 已知a、b绳长均为1 m，即=1 m, =0.8 m.在aom中，cos=0.8,sin=0.6,=37.小球做圆周运动的轨道半径r=sin=10.6 m=0.6 m.b绳被拉直但无张力时，小球所受的重力mg与a绳拉力fta的合力f为向心力，其受力分析如图所示，由图可知小球的向