黑龙江省大庆市喇中2015年高考物理考前拔高看题圆周运动实例分析

1、 05高考考前拔高物理看题圆周运动实例分析1、如图所示，有一长为L的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知水平地面上的C点位于O点正下方，且到O点的距离为1.9L。不计空气阻力。求： （1）小球通过最高点A时的速度vA （2）小球通过最低点B时，细线对小球的拉力T （3）若小球运动到最低点B时细线恰好断裂，小球落地点到C点的距离。答案（1）（2）T6mg（3）2、一部机器由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍（如图），皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为0.10 m/s2。 (1) 电动机

2、皮带轮与机器皮带轮的角速度之比； (2) 机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，A点的向心加速度是多少?答案（1）两轮边缘的线速度大小相等，由得（2）A点和机器皮带轮边缘上一点的角速度相同，由得3、如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以v1的速度过轨道最高点B，并以v2v1的速度过最低点A。求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？答案4、铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，如图2所示，已知内外轨道平面对水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，则质量为m的火车在该弯道处转弯时A若火车行驶速

3、度等于,则内外轨道均不受挤压( Y0 b' Z3 F3 g. M: B若火车行驶速度太小,内轨对内侧车轮轮缘有挤压' " G, Q9 d# g4 ; G2 - Z* hC若火车行驶速度太小,外轨对外侧车轮轮缘有挤压 ! a. O! e1 Z, g( W) D3 S6 JD若火车行驶速度等于,这时铁轨对火车的支持力等于& b4 I" , V0 h+ 9 A. N答案 ABD5、如图所示，B、C两轮同轴，RARC2RB，若皮带与轮间无滑动，皮带轮匀速转动时求： （1）A、B、C三轮边缘的线速度之比为？ （2）A、B、C三轮的角速度之比？ （3）A、B、C

4、三轮的周期之比？答案 (1)2:1:1  (2) 1:1:2  (3)2:2:16、如图所示，支架质量为4m，放置在粗糙水平地面上，转轴O处有一长为L的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球。现使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，支架始终保持静止。若小球达到最低点时支架对地面的压力为6mg,求： （1）小球在竖直平面内做匀速圆周运动的线速度是多大？ （2）小球经过最高点时支架对地面的压力为多大？答案解析(1)在最低点：对支架受力分析可得：对小球受力分析：得：(2)在最高点：对小球受力分析：对支架受力分析可得：得：7、公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动也可以看做圆周运动。

5、质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进(如图一)，设桥面的圆弧半径为R，此地的重力加速度为g，试求汽车通过桥的最高点时对桥的压力是多大？地球可以看做一个巨大的拱型桥(如图二)，桥面的半径就是地球半径R =" 6400" km。地面上有一辆汽车在行驶，会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，汽车将离开地面？如果会请计算出这个速度？（g =" 10" m/s2）答案 汽车通过桥的最高点时受支持力FN对汽车有 -（3分） -（2分）汽车通过桥的最高点时对桥的压力是 大小： -（1分）汽车的速度大到一定程度，即将离开地面时

6、 -（2分） -（2分）-（2分）（其它方法正确也给满分）8、无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速器.很多种高档汽车都应用了无级变速.如图是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动.以下判断中正确的是（   ）A当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从右向左移动时从动轮转速降低，滚轮从左向右移动时从动轮转速增加B当位于主动轮与动轮之间的滚轮从左向右移动时从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加C当滚轮位于主动轮直径，从动轮直径的位置上时，则主动轮转速、从动轮转速之间关系

7、为：D当滚轮位于主动轮直径，从动轮直径的位置上时，则主动轮转速，从动轮转速之间关系为：答案 BC9、如图一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部（取g10m/s2） （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？ （2）如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？ （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？答案 （1）5000N（2）4000N（3）m/s解析（1）汽车受重力G和拱桥的支持力F，二力平衡，故FG5000N （2分）根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为5000N   

8、            （1分）（2）汽车受重力G和拱桥的支持力F，根据牛顿第二定律有GF 故4000N根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为4000N               （2分）（3）汽车只受重力GGm/s        

9、0;      （3分）10、汽车在水平路面做半径为R的大转弯，图是后视图，悬吊在车顶的灯左偏了角，则： （1）车正向左转弯还是向右转弯？ （2）车速是多少？ （3）若（2）中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，则车轮与地面的动摩擦因数是多少？答案 （1）向右转弯（2）（3）11、如图所示，将一个质量为1g的小球用细线连接，使其在竖直面内做圆周运动，细线长度为5cm，求： （1）当小球转动的角速度达到多大时，绳子所受拉力的最大值等于最小值的3倍？ （2）当小球转动的角速度等于多少时，细绳的拉力恰好为0？（g取10m/s2）答

10、案（1）（2）解析（1）     （2）          即：时，小球与试管底脱离12、如图所示，半径为R，管内径很小的光滑半圆管道竖直放置在距离地面为h的平台的边缘，质量为m的A、B两个小球先后以不同速度从底端进入管内，小球通过最高点C时，A对外管壁的压力大小为3mg， B对内管壁的压力大小为0.75mg.求A、B两小球落地点之间的水平距离.(都落在水平地面上)答案 S= (vAvB)t13、一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的摩擦因数

11、为，如果让木板在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，那么下列说法正确的是(    )A在通过轨道最高点时砝码处于超重状态B在经过轨道最低点时砝码所需静摩擦力最大C匀速圆周运动的速度小于D在通过轨道最低点和最高点时，砝码对木板的压力之差为砝码重力的6倍答案 C14、如图是过山车的部分模型图模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.1m，该光滑圆形轨道固定在倾角为=37°斜轨道面上的Q点，圆形轨道的最高点A与P点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接现使小车（视作质点）从P点以一定的初速度沿斜面向下运动，已知斜轨道面与小

12、车间的动摩擦因数为=10/81，不计空气阻力，取g=10m/s2sin37°=0.6，cos37°=0.8若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处，问： （1）小车在A点的速度为多大？ （2）小车在圆形轨道的最低点B时对轨道的压力为重力的多少倍？ （3）小车在P点的初速度为多大？答案 （1）9 m/s （2）6mg  （3）解析试题分析：(1)设小车经过A点时的临界速度为vA，由题意知，在A点重力提供向心力，得：（2）从B到A，根据动能定理：在B点：代入数据解得：FN=6mg由牛顿第三定律可得：小车对轨道的压力等于6mg（3）从P到A，根据动能定理

13、得：，代入数据解得：15、如图所示，在倾角=300的光滑斜面上，有一长L=0.4米的细绳，一端固定在O点，另一端拴一质量m=0.2千克的小球。使小球在斜面上做圆周运动，(1)小球通过最高点A时的最小速度为_米/秒。(2)如果细绳能承受的最大拉力为9牛，小球通过最低点时的最大速度为_米/秒。答案； 4 解析试题分析：小球在最高点A，若速度最小，则只受重力和支持力，绳子上拉力为零，即，则；小球通过最低点时的若最大速度，则绳子拉力达到最大值，即，计算可得。故答案为：； 416、水流星是在一根彩绳的两端，各系一只玻璃碗，碗内盛水。演员甩绳舞弄，晶莹的玻璃碗飞快地旋转飞舞，而碗中之水不洒点滴，

14、以娴熟、高超、新颖的技巧和动人的风采赢得满场的掌声。如右图所示，演员手中的彩绳长1.6m，碗和水的质量为1kg，当碗转到最低点时离地面的高度为0.2m，则： （1）水刚好不洒出来时的加速度（2）碗能飞出多远答案 （1）7.1rad/s    （2）0.8m解析试题分析：（1）碗在竖直平面内做圆周运动，要想水刚好不洒出来，即向心力刚好与重力相等，则设碗到最高点的速度为v0，手腕转动的角速度为w    R=0.8m         

15、;                                     又由 即w= =7.1rad/s       由于重力刚好提供向心力，所以

16、上半截绳子的拉力为零   （2）对碗做受力分析如右图所示，设最低点的最大速度为v，绳子拉力为T则  即由T30N，则V4m/s             碗在最低点的速度最大不能超过4m/s  绳子在最低点断开将做平抛运动，设在空中运动的时间为t，飞出的最远距离为s，则竖直方向： 水平方向：  由v=4m/s，得S=0.8m    

17、;  即碗能飞出0.8m。 17、有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着质量为m座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为,不计钢绳的重力，求： （1）座椅做匀速圆周运动的半径R = （2）转盘转动的角速度与夹角的关系 （3）当转盘转动的角速度增大时，将          。（填：增大、减小、不变）答案（1）（2）解析试题分析：(1) 在水

18、平方向上，座椅到中心轴的距离： (2) 在竖直方向上有： 根据牛顿第二定律可得：     解得：或  （3）根据公式可得，将增大18、在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h ，路基的水平宽度为d ，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于: （    

19、 ） A6 b( g' T) E$ e B. 2 B% & S# j# * b! J6 Y C0 R; 4 Y* J7 g# f9 R5 % P D 1 I9 c2 K( a2 ' Y6 E3 S3 Y答案 B解析试题分析：设路面的斜角为，作出汽车的受力图，根据牛顿第二定律，得又由数学知识得到，联立解得故选B19、如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为，认为最大静摩

20、擦力近似等于滑动摩擦力则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是() A螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡+ T' g* X/ g7 V! _( " R; c B螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心$ U' ?$ M8 O- e- c$ S C此时手转动塑料管的角速度 , b$ P; J+ O- _6 b#  D若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动) V, 9 Q; c: ; Q- b D 答案 A解析试题分析：由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，竖直方向上没有分运动，则竖直方向上重力与摩擦力平衡，A项

21、正确；螺丝帽在水平方向上做匀速圆周运动，则由水平方向上的合外力提供向心力，由此可知杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，选项B错误；由竖直方向上受力平衡可知，由圆周运动，C项错误；若杆的转动加快，螺丝帽受到的弹力增大，杆对螺丝帽的最大静摩擦力增大，重力小于最大静摩擦力，所以螺丝帽不会相对杆发生滑动，D项错误；故选A20、如下图所示，一个质量为M的人，站在台秤上，一长为R的悬线一端系一个质量为m小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确是（）A小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为（M6m）g* h# F* W5 T! Y

22、B小球运动到最高点时，台秤的示数最小且为Mg( J% a. F" ; FC小球在a、b、c三个位置台秤的示数相同* Y6 U/ O. P* L f0 WD小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态 * N& j9 8 * W1 A2 D答案 AC 21、如图所示，一个质量m=0.5kg的小球（视为质点）从H12m高处，由静止开始沿光滑弧形轨道AB滑下，接着进入半径R4m的竖直圆环，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；小在球沿左半环CB滑下后，再进入光滑弧形轨道BD，且到达D点时速度为零。g取10m/s2,下列说法正确的是( ) 

23、;A在由A到D的过程中，小球的机械能守恒 ( T& i7 g, j- / ?( A, Y$ Q; KBD点离地面的高度是12m3 B& H- J& Q$ C/ S- e" hC小球第一次过B点时对轨道的压力大小是30N* e3 E2 j/ N' K5 h! D0 j3 ED小球从B到C的过程中克服阻力做的功是10J( j. A: d! i! I/ _" O3 j答案 D22、如图9所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动在转

24、动的过程中，忽略空气的阻力若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是（     ）A球B在最高点时速度为零' U0 T3 M7 U% f/ A- f. ZB此时球A的速度也为零$ a I: Y: F+ P' R) T6 Z0 GC球B在最高点时，杆对水平轴的作用力为1.5mg 5 & B' J4 i2 R: O* Y* D& KD球B转到最低点时，其速度为5 g D" 7 . N0 K+ L答案 C23、如图所示，一根光滑的绝缘斜槽连接一个竖放置的半径为R050m的圆形绝缘光

25、滑槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B050T。有一个质量m0.10g，带电量为q+16×10-3C的小球在斜轨道上某位置由静止自由下滑，若小球恰好能通过最高点，则下列说法中正确的是（重力加速度取10m/s2）  （    ）A小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用9 H, i0 X) 6 P5 j; Q% R' f& N; gB小球从初始静止到达最高点的过程中机械能守恒( f g: g+ Q7 MC若小球到最高点的线速度为v，小球在最高点时的关系式成立; b0 b9 5 e5 T/ ?( dD小球滑下

26、初位置离轨道最低点为m2 Y6 " b5 i. T) Z) e. D5 答案 ABD24、竖直平面内光滑圆轨道外侧，一小球以某一水平速度v0从A点出发沿圆轨道运动，至B点时脱离轨道，最终落在水平面上的C点，不计空气阻力下列说法中不正确的是( )A在B点时，小球对圆轨道的压力为零# $ Y5 e* V. - T BB到C过程，小球做匀变速运动 $ Q, E4 S5 J2 4 J" ZC在A点时，小球对圆轨道压力大于其重力& L$ R8 ?3 M; C- H! A DA到B过程，小球水平方向的加速度先增加后减小, g6 B+ H- L2 A" H&#

27、39; 9 V, Q# 8 Z 答案 C25、如图所示，可视为质点、质量为的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是( )A小球通过最高点的最小速度为 1 T2 ! ?4 X0 2 Y* NB小球通过最高点的最小速度为09 M6 N. U: g) N! N* i C如果小球在最高点时的速度大小为，则此时小球给管道壁有竖直向下作用力; ! e S3 I* T/ 7 K1 D6 W+ b D如果小球在最低点时的速度大小为，则此时小球给管道间的相压大小为6mg! N6 g" ? ( H. d 答案 BD26、在一个水平转台上放有质量相等的A、B

28、两个物体，用一轻杆相连，AB连线沿半径方向。A与平台间有摩擦，B与平台间的摩擦可忽略不计，A、B到平台转轴的距离分别为L、2L。某时刻一起随平台以的角速度绕OO/轴做匀速圆周运动， A与平台间的摩擦力大小为fA，杆的弹力大小为F。现把转动角速度提高至2, A、B仍各自在原位置随平台一起绕OO/轴匀速圆周运动，则下面说法正确的是：（   ）AfA、F均增加为原来的4倍 BfA、F均增加为原来的2倍CfA大于原来的4倍，F等于原来的2倍 DfA、F增加后，均小于原来的4倍答案 A 解析试题分析：当角速度为时：对B有，对A有,当角速度为2时：对B有,对A有，所以可得,故

29、A正确，27、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O点，O与O点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()A两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大答案 BD28、在一段半径为R的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的倍,则汽车拐弯时的安全速度是（   ）