2022年2022年人教版高中物理必修部分第4讲A3

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载高效作业知能提升一.挑选题1图 4 3 10 为甲.乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线, 甲图线为双曲线的一支, 乙图线为直线 由图像可以知道 图 4 3 10 a甲球运动时,线速度的大小保持不变b甲球运动时,角速度的大小保持不变c乙球运动时,线速度的大小保持不变d乙球运动时,角速度的大小保持不变精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解析： 对于甲球： aa1 ,而rv ,说明甲球线速度的大小保持2r精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载不变； 对于乙球： ar,而 a 2r,说明乙球角速度的大小保持不变 答案： ad精品学习

2、资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 4 3112如图 43 11 所示,将完全相同的两个小球a.b 用长为 l 0.8 m 的细绳悬于以 v 4 m/s 向右运动的小车顶部, 两小球与小车前后竖直壁接触, 由于某种缘由, 小车突然停止, 此时悬线中张力之比 f bf a 为g 10 m/s2 a 1 1b12c 1 3d14解析： 当车突然停下时, b 不动, 绳对 b 的拉力仍等于小球的重力；a 向右摇摆做圆周运动,就突然停止时,a 球所处的位置为圆周v 2运动的最低点,由此可以算出此时绳对a 的拉力为 f amg ml 3mg,所以 f bf a 13,c 正确答案： c3有一种大型

3、嬉戏器械, 它为一个圆筒形大型容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立, 当圆筒开头转动后, 快速加快到肯定程度时,突然地板塌落,游客发觉自己没有落下去,这为由于 a游客处于超重状态精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载b游客处于失重状态c游客受到的摩擦力等于重力d筒壁对游客的支持力等于重力解析： 筒壁对人的支持力供应向心力,速度达到肯定程度时,支持力很大,就最大静摩擦力很大大于重力 ,此时竖直方向人处于静止状态,所以答案选c.答案： c图 4 3 124如图 4 3 12 为汽车绕 o 点转弯时两个后轮运动情形的示意图如在转弯过程中左轮转动角速度为1,右轮转动角速度为2,且车轮不打滑

4、,就在任一时刻a 2 大于 1b 2 小于 1c 2 等 于 1 d 2 可能大于 1,也可能小于1解析： 由图可知右轮边缘线速度大于左轮边缘线速度由 v r可得 1 2, a 正确答案： a精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载52021 ·长沙一中月考 10 只相同的轮子并排水平排列,圆心分别为 o1.o2.o3o10,已知 o1o103.6 m,水平转轴通过圆心,轮子均绕轴以 n 4r/s 的转速顺时针转动 现将一根长 l 0.8 m.质量为 m2.0kg的匀质木板平放在这些轮子的左端,木板左端恰好与o1 竖直对齐 如图 4 313 所示,木板与轮缘间的动摩擦因数为 0

5、.16.就木板保持水平状态运动的总时间为图 4 3 13a 1.52sb2 sc 3 sd2.5 s解析：轮子的半径 ro1o10 0.2 m,角速度 2n8 rad/ s边18缘线速度与木板运动的最大速度相等,v r 1.6 m/s,木板加速运2vv动的时间和位移分别为t1 1 s,x10.8 m匀速运动的位g2glx2移 x2 o1o10 2 x12.4 m,匀速运动的时间t2 v 1.5 s,就木板保持水平状态运动的总时间t t1t2 2.5 s.答 案 ： d 6在高速大路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧要高一些,路面与水平面间的夹角为,设拐弯路段为半

6、径为r 的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向即垂直于前进方向 摩擦力等于 0,应等于 精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v 2v2a arcsinrgbarctanrg12v2v2c.arcsindarccot2rgrg图 4 3 14解析： 如图 4 314 所示,要使摩擦力为零,必使汽车所受重v 2力与路面对它的支持力的合力供应向心力,就有 mr mgtan,所以v 2 arctangr,b 正确答案： b7 2021 安·徽卷 一般的曲线运动可以分成许多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分, 即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替如图4 3 15 甲所示

7、,曲线上a 点的曲率圆定义为：通过 a 点和曲线上紧邻a 点两侧的两点作一圆,在极限情形下,这个 圆就叫做 a 点的曲率圆,其半径叫做 a 点的曲率半径现将一物体沿与水平面成 角的方向以速度v0 抛出,如图 4 3 15 乙所示就在其轨迹最高点p 处的曲率半径为 精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载甲乙图 4 3 15v002v 2sin2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a. gb.0v 2cos2c.gd.g0v 2cos2gsin精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解析： 此题考查运动的合成与分解学问及圆周运动规律的应用,意在考查考生对圆周运动规律的懂得依

8、据运动的分解, 物体在最高点的速度等于水平分速度, 即为 v 0cos,在最高点看成为向心力为重精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载力的圆周运动的一部分,就mg mv 0cos2,v0cos2g, c项正精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载确答案： c精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 4 3 168如图 4 3 16 所示,水平转盘上的a.b.c 三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正方体物块,b.c 处物块的质量相 等且为 m,a 处物块的质量为2m,点 a.b 与轴 o 的距离相等且为 r,点 c 到轴 o 的距离为 2r ,转盘以某一角速度匀速转动

9、时,a.b. c 处的物块都没有发生滑动现象,以下说法中正确选项a c 处物块的向心加速度最大b a 处物块受到的静摩擦力最小c当转速连续增大时,最终滑动起来的为a 处的物块 d当转速增大时,最先滑动起来的为c 处的物块解析： 物块的向心加速度a 2r,c 处物块的轨道半径最大, 向心加速度最大, a 正确；物块受到的静摩擦力f f m 2r,所以有 f fa f fc2f fb, b 错误；当转速增大时最先滑动的为c, a.b 同时滑动, c 错误, d 正确答案： ad精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 4 3 179如图 43 17 所示, 某游乐场有一水上转台, 可在水平

10、面内匀速转动, 沿半径方向面对面手拉手坐着甲.乙两个小孩, 假设两小孩的质量相等, 他们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两小孩刚要发生滑动时, 某一时刻两小孩突然松手, 就两小孩的运动情形为a两小孩均沿切线方向滑出后落入水中 b两小孩均沿半径方向滑出后落入水中 c两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动而落入水中d甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动,乙发生滑动最终落入水中解析： 在松手前,甲.乙两小孩做圆周运动的向心力均由静摩擦力及拉力的合力供应, 且静摩擦力均达到了最大静摩擦力由于这两个小孩在同一个圆盘上转动,故角速度 相同,设此时手中的拉力为 f t,就对甲： f fmf tm 2

11、r 甲,对乙： f t f fmm 2r 乙 当松精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载手时, f t0,乙所受的最大静摩擦力小于所需要的向心力,故乙做离心运动,然后落入水中 甲所受的静摩擦力变小,直至与它所需要的向心力相等,故甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动,选项d 正确答案： d图 4 3 1810如图 4 3 18 所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为 r,小球半径为 r,就以下说法正确选项 a小球通过最高点时的最小速度v ming rr b小球通过最高点时的最小速度v min0c小球在水平线ab 以下的管道中运动时,内侧管壁对小球肯定无作用力d小球在水平线a

12、b 以上的管道中运动时,外侧管壁对小球肯定有作用力精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解析： 小球沿管上升到最高点的速度可以为零,故a错误, b正确；小球在水平线ab 以下的管道中运动时,由外侧管壁对小球的 作用力 f n 与球的重力在背离圆心方向的分力fmg 的合力供应向心力,v2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载即： f n f mgmrr,因此,外侧管壁肯定对球有作用力,而内侧精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载壁无作用力, c 正确；小球在水平线ab 以上的管道中运动时,小球受管壁的作用力与小球速度大小有关,d 错误答案： bc二.非挑选题11 2021

13、 ·南昌市二校联考 如图 43 19 所示, m 为水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴oo匀速转动,规定经过圆心 o 水平向右为 x 轴的正方向在圆心o 正上方距盘面高为h 处有一个正在间断滴水的容器,从t 0 时刻开头随传送带沿与x 轴平行的方向做匀速直线运动,速度大小为v .已知容器在 t 0 时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水求：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 4 3 191每一滴水经多长时间滴落到盘面上？2要使每一滴水在盘面上的落点都位于同始终径上,圆盘转动的角速度 应为多大？3其次滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离

14、x.解析： 1水滴在竖直方向的分运动为自由落体运动,有h 1gt2,得 t 2h21g .2分析题意可知,在相邻两滴水的下落时间内,圆盘转过的角度应为 n,所以角速度为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载n t1 n g2hn 1、2、3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3其次滴水落在圆盘上的水平位移为x v ·2t 2v2h21g ,第三滴水落在圆盘上的水平位移为2hx3v ·3t1 3vg .当其次与第三滴水在盘面上的落点位于同始终径上圆心两侧时,两点间的距离最大,就x x x 5v2h23g .精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载答案：

15、 12h g2ng2hn 1、2、335v2hg精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载12如图4 3 20 所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载oo转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为r 和 h ,筒内壁 a点的高度为筒高的一半内壁上有一质量为m 的小物块求：图 4 3 201当筒不转时,物块静止在筒壁a 点时受到的摩擦力和支持力的大小；2当物块在 a 点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时, 筒转动的角速度解析： 1当筒不转动时,物块静止在筒壁a 点时受到重力.摩擦力和支持力三力作用而平稳,由平稳条件,摩擦力的大小f fmgsinmg

16、h.h2r2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载支持力的大小 f n mgcosmgr. h2r2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2当物块在 a 点随筒做匀速转动, 且其所受到的摩擦力为零时,物块在筒壁 a 点时受到重力和支持力作用,它们的合力供应向心力,设筒转动的角速度为有精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载mgtanm2 r ·,2h由几何关系得 tan r ,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载联立以上各式解得答案： 1mgh2gh r.mgr精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载22gh rh2r2h 2 r2精品学习资料精

17、选学习资料 - - - 欢迎下载图 4 3 2113如图 4 3 21 所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为 r,平台与轨道的最高点等高,一小球从平台边缘的a 处水平射出,恰能沿圆弧轨道上的p 点的切线方向进入轨道内侧,轨道半 径 op 与竖直线的夹角为45°,试求：1小球从平台上的a 点射出时的速度v 0；2小球从平台上射出点a 到圆轨道入射点p 之间的距离 l；3小球能否沿轨道通过圆弧的最高点？请说明理由精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解析： 1小球从 a 到 p 的高度差 h r1cos45°22 1r,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载122h22 r精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载小球做平抛运动, h2gt ,小球平抛时间 tg g,就小球在 p 点