2019届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业2-4-3圆周运动的基本规律及应用

1、.第 3 课时圆周运动的基本规律及应用基本技能练如图 1 所示，一木块放在圆盘上，圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，木块和圆盘保持相对静止，那么S()图 1A 木块受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径背离圆盘中心B木块受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心 C木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块运动的方向相反 D 因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力解析木块做匀速圆周运动，其合外力提供向心力，合外力的方向一定指向圆盘中心；因为木块受到的重力和圆盘的支持力均沿竖直方向，所以水平方向上木块一定还受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心，选项B 正确。答案B关于质

2、点做匀速圆周运动的下列说法正确的是()2vA 由 a r 知， a 与 r 成反比2由 a r 知， a 与 r 成正比v由 r 知， 与 r 成反比D 由 2n 知， 与转速 n 成正比- - 1 - v2解析由 a r 知，只有在 v 一定时， a 才与 r 成反比，如果 v 不一定，则 a 与r 不成反比，同理，只有当一定时， a 才与 r 成正比； v 一定时， 与 r 成反比；因 2 是定值，故与 n 成正比。答案D3(多选 ) (2014广州调研 )如图 2 所示，当正方形薄板绕着过其中心O 并与板垂直的转动轴匀速转动时，板上A、B 两点的()图 2 A 角速度之比AB11 B角速

3、度之比AB12C线速度之比vAvB2 1 D 线速度之比vAvB12解析由于 A、B 两点在同一正方形薄板上且绕同一转轴转动，故两点具有相同的角速度， A 正确， B 错误；根据vr可得， vAvBr Ar B 1 2，C错误， D 正确。答案AD4 (多选 )有一水平的转盘在水平面内匀速转动，在转盘上放一质量为m 的物块恰能随转盘一起匀速转动，则下列关于物块的运动正确的是()A 如果将转盘的角速度增大，则物块可能沿切线方向飞出B如果将转盘的角速度增大，物块将沿曲线逐渐远离圆心C如果将转盘的角速度减小，物块将沿曲线逐渐靠近圆心- - 2 - D 如果将转盘的角速度减小，物块仍做匀速圆周运动解析

4、物块恰能随转盘一起转动，说明此时充当向心力的摩擦力恰好能够保证 物块做圆周运动。如果增大角速度，则需要的向心力要增大，而摩擦力不足以提供向心力，因此，物块就会逐渐远离圆心，A 错误， B 正确；若减小角速度 ，则需要的向心力减小，而摩擦力也可以减小，因此，物块仍做匀速圆周运动， C 错误， D 正确。答案BD5.2014大连市一模 )如图 3 所示为游乐园中的“空中飞椅”设施，游客乘坐飞椅从启动、匀速旋转，再到逐渐停止运动的过程中，下列说法正确的是()图 3A 当游客速率逐渐增加时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同当游客做匀速圆周运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直C当游客做匀速圆

5、周运动时，其所受合外力的方向一定不变D 当游客做速率减小的曲线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相反解析当游客做加速圆周运动时，其所受的合外力的方向与速度方向成锐角， 但不是 0 ，选项 A 错误；当游客做匀速圆周运动时，其所受的合外力的方向与运动方向始终垂直指向圆心，选项 B 正确，选项 C 错误；当游客做减速圆周运动时，其所受的合外力的方向与运动方向成钝角，但不是180 ，选项 D 错误。答案B(多选 )变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图4 所示是某一变速自行车齿轮转动结构示意图，图中A 轮有 48 齿， B 轮有 42 齿， C 轮有 18 齿， D- 3 - .轮有 1

6、2 齿，则()图 4 A 该自行车可变换两种不同挡位B该自行车可变换四种不同挡位当 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比D 当 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比AD 14AD 41解析该自行车可变换四种不同挡位，分别为 A 与 C、A 与 D、B 与 C、B 与 D， A 错误， B 正确；当 A 轮与 D 轮组合时，由两轮齿数可知，当 A 轮转动一周时，D 轮要转 4 周，故 AD 14， C 正确， D 错误。答案 BC(多选 )(2015湖北孝感高三调研)如图 5 所示，水平的木板B 托着木块 A 一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a 沿逆时针方向运动到最高点b 的过

7、程中， 下列说法正确的是()图 5A 木块 A 处于超重状态B木块 A 处于失重状态CB 对 A 的摩擦力越来越小D B 对 A 的摩擦力越来越大解析A、B 一起做匀速圆周运动，合力提供向心力，加速度即向心加速度。- .- 4 - .水平位置 a 沿逆时针方向运动到最高点b 的过程中，加速度大小不变，方向指向圆心。在竖直方向有竖直向下的分加速度，因此A、B 都处于失重状态，A 错误， B 正确；对 A 分析，加速度指向圆心，那么此过程中水平方向加速度逐渐减小，而能够提供A 水平加速度的力只有B 对 A 的摩擦力，因此B 对 A 的摩擦力越来越小，C 正确， D 错误。答案BC如图 6 所示，内

8、壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则()图 6A 绳 的 张 力 可 能 为 零B桶对物块的弹力不可能为零 C随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变D 随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大解析当物块随圆桶做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平 衡，因此绳的张力为一定值，且不可能为零，A 、D 项错误， C 项正确；当绳的水平分力提供向心力的时候，桶对物块的弹力恰好为零，B 项错误。答案C(多选 )如图 7 甲所示，杂技表演“飞车走壁”的演员骑着摩托车飞驶在光滑的圆台形筒壁上，筒的轴线垂直于

9、水平面，圆台筒固定不动。现将圆台筒简化为- 5 - .如图乙所示，若演员骑着摩托车先后在A、 B 两处紧贴着内壁分别在图乙中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()图 7A A 处的线速度大于B 处的线速度BA 处的角速度小于B 处的角速度CA 处对筒的压力大于B 处对筒的压力D A 处的向心力等于B 处的向心力解析对 A、 B 两点演员和摩托车进行受力分析如图所示，两个支持力与竖直方向的夹角相等，均为，由于FN1cos mg， FN2cos mg，可知 FN1 FN2，根据牛顿第三定律，可知演员和摩托车对筒的压力相等，故C 错误；两处支持v2力的水平分力等于向心力，因此两处向

10、心力F 也相等， D 正确；根据 Fm r 可知 F 一定时，半径越大，线速度越大，故A 处的线速度比 B 处的线速度大，A 正确；根据 F m2r 可知，半径越大，角速度越小，B 正确。答案ABD能力提高练如图 8 所示，倾角为 30的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R 的半圆R竖直挡板，质量为m 的小球从斜面上高为2 处静止释放，到达水平面时恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积，不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动- 6 - .时对挡板的压力是()图 8A 0.5mgBmgC1.5mgD 2mg解析设小球运动至斜面最低点(即进入水平面上的半圆形挡板)时的速度为v，R12由机械能守恒定律

11、得mg2 2mv ，解得 vgR；依题意可知，小球贴着挡板内侧做匀速圆周运动，所需要的向心力由挡板对它的弹力提供，设该弹力为FN， v2则 FN mR，将 vgR 代入解得 FN mg；由牛顿第三定律可知，小球沿挡板运动时对挡板的压力大小等于mg，故选项 B 正确。答案B如图 9 所示，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O 处连接在竖直的转动轴上，a、 b 为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接 Oa 和 ab，且 Oa ab，已知 b 球质量为 a 球质量的 3 倍。当轻杆绕 O 轴在水平面内匀速转动时， Oa 和 ab 两线的拉力之比为()图 9A 13B16C43D76解析设 a

12、球质量为 m，则 b 球质量为 3m，由牛顿第二定律得， 对 a 球： FOaFabm2xOa对 b 球： Fab3m2(xOaxab)由以上两式得，Oa 和 ab 两线的拉力之比为76， D 对。- .- 7 - .答案D12(2013重庆卷， 8)如图 10 所示，半径为R 的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O 的对称轴 OO 重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后， 小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O 点的连线与 OO 之间的夹角为 60，重力加速度大小为g。图 10若 0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；若 (1 k)0，且 0k? 1，求小物块受到的摩擦力大小和方向。解析(1)当 0 时，小物块只受重力和支持力作用，如图甲所示， 其合力提供向心力， F 合 mgtan 2F 向 m0r 而 r Rsin ，F 合 F 向2g由得0R (2)图乙- .- 8 - .当 (1k)0，且 0k? 1时，所需要的向心力大于0 时的向心力，故摩擦力方向沿罐壁的切线方向向下。建立如图乙所示坐标系。在水平方向上：FNsin Ffcos m2r在竖直方向上：FNcos Ffsin mg0由几何关系知r Rsin 3k 2 k联立式，解得Ffmg图丙当 (1k)0