高考物理一轮复习练习及解析练习九匀速圆周运动

1、金典练习九匀速圆周运动选择题部分共10小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.下列能反映坐在行驶的公共汽车内的乘客发生与离心运动有关的现象的是（）A.乘客突然向前倾倒B.乘客突然向后倾倒C.乘客上下振动D.乘客因汽车向左转弯而向右倾倒解析：当物体做圆周运动时，才会发生离心运动，故D选项正确.答案：D2.如图所示，汽车以某一速率通过半圆形拱桥的顶点，下列关于汽车在该处受力情况（空气阻力不计）的说法中，正确的是（）A.汽车受重力、支持力和向心力的作用B.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用C.汽车所受的向心力就是重力D.汽车所受

2、的重力和支持力的合力充当向心力解析：汽车受重力、支持力、路面阻力和牵引力的作用，其中重力与支持力的合力提供向心力.答案：D.图示是便携式放音机基本运动的结构示意图，则在正常播放音乐时，保持不变的是（）毛朝的.uA.磁带盘边缘的线速度大小召.b.磁带盘的角速度qc.磁带盘的转速主输7变带D.磁带盘的周期解析：磁带放音机的播放原理为磁带上的磁信号感应磁头上的线k5b圈转化成电信号.为了保持放音速度平稳，压带轮和主轴要确保磁带传供带轮送的线速度大小恒定，故A选项正确.答案：A.如图所示，放置在水平圆盘上的小物块A跟着圆盘一起做匀速圆周运 TOC o 1-5 h z 动.则A的受力情况是（）-，A.受

3、重力、支持力Q0B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力_一C.受重力、支持力、向心力和摩擦力7D.以上均不正确解析：物块A在水平圆盘上，受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力Fn的作用，这两个力是一对平衡力.至于物块A是否受摩擦力，方向如何，必须由运动状态才可确定.摩擦力的方向可由牛顿第二定律判断，由于物块A随圆盘做圆周运动，具有指向圆心的向心加速度，故其必受向心力的作用.由于重力和支持力均不能提供向心力，这样只有A受到的摩擦力充当向心力，因此，物块A受到摩擦力的作用且摩擦力一定指向圆心.由此可知，做匀速圆周运动的物块A相对圆盘有沿半径向外的运动趋势.所以B选项正确.答案：B.图示为一种“滚轮一

4、一平盘无级变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动.如果滚轮不打滑，那么主动轴转速ni、从动轴转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是（）“一 一“一 一 xA. n2 = nircx2 cC.n2= ni- D.n2=niB.n2= nr- x解析：滚轮与平盘接触处的线速度相等，故有:wix=32r即2m1x=2武2r可得：n2=n，.答案：A.图示是用以说明向心力与质量、半径之间的关系的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，mp=2mQ.当整个装置以角速度

5、匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时（）A.两球受到的向心力的大小相等B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力C.rp一定等于rTQD.当3增大时，P球将向外运动解析：两球在水平方向上只受到轻绳拉力的作用，故两球受到的向心力大小相等（等于轻绳张力）即mprpw2=mQrQco2由上可知上等式与3的大小无关，随3的增大两球的位置不变，且由mp= 2mQ 可得:1mp= 2mQ 可得:答案：AC.高速行驶的竞赛汽车依靠摩擦力转弯是有困难的，所以竞赛场地的弯道处做成侧向斜坡，如果弯道半径为r,斜坡和水平方向成。角，则汽车完全不依靠摩擦力转弯的速度大小为（）A.一grsin0B.grcos0C

6、.grtan/D.Vgrcot0解析：完全不依靠摩擦力转弯时，汽车垂直运动方向平面的受力如图所示mv2有：F向=mgtan0=r解得：v=4grtana答案：C.如图甲所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩表演.目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角约为30。，重力加速度为g,则可估算出该女运动员（）A.受到的拉力为43GB.受到的拉力为2GC.向心加速度为3gD.向心加速度为2g解析：女运动员的受力情况可简化成如图乙所示，有:Tcos60=GTsin60=ma=Gtan60解得：T=2G,a= gr, 即转数 7刎解析：方

7、法一 m到达皮带轮的顶端时,沿皮带轮表面做圆周运动的所需的向心力,m将离开皮带轮的外表面而做平抛运动，又因为转数n=2兀所以当v gr, 即转数 7刎m可被水平抛出 故选项A正确.乙方法二建立如图乙所示白直角坐标系.当m到达皮带轮的顶端 有一速度时，若没有皮带轮在下面，m将做平抛运动，根据速度的大小可以作出平抛运动的轨迹.若轨迹在皮带的下方，说明m将被皮带挡 住，先沿皮带轮下滑；若轨迹在皮带的上方，说明m立即离开了皮带轮而做平抛运动.又因为皮带轮圆弧在坐标系中的函数为：y2+x2=r2初速度为v的平抛运动在坐标系中的函数为：2go平抛运动的轨迹在皮带轮上方的条件为：x0时，平抛运动的轨迹上各点

8、与O点间的距离大于r,即4y2+x2r即Yr_1g（V）22+x2r,解得：v）轲又因皮带轮的转速n与v的关系为：n=7v-2ri）,母线AB长为L.将圆台推动以后它在水平地面上做无相对滑动的匀速滚动，已知滚动一周的时间为求：（1）圆台在地面上压出的轨迹内径Ra.（2）圆台滚动过程中相对自身轴心转动的角速度3解析：（1）设圆台滚动n转做完一整体圆周运动，有：2tRa=n,2tt2兀Ra+L）=n才2解得：Ra=上L.r2r1（2）由（1）可解得：n=Lr2一门故圆台相对自身轴心转动的角速度为：2n2L0=T一（r2门）答案：（1）上二（2）产生.r2r1（r2一门）T.（13分）图甲为电动打夯

9、机的示意图，在电动机的转动轴O上装一个偏心轮，偏心轮的质量为m,其重心离轴心的距离为r.除偏心轮之外，整个装置其余部分的质量为M.当电动机匀速转动时，打夯机的底座在地面上跳动而将地面打实夯紧，试分析并回答：（1）为了使底座刚好跳离地面，偏心轮的最小角速度30应是多少？（2）如果偏心轮始终以这个角速度3。转动，底座对地面压力的最大值为多少？解析：由题意知，底座刚好跳离地面（或对地压力最大）时，偏心轮（m）的重心刚好在半径为r的圆周上的最高点（或最低点），分别如图乙、丙所示：乙丙（1）M刚好跳离地面时的受力分析如图乙所示：所以对m有T1+mg=mw2r对M有：T1-Mg=0解得：0）0 =（M+m

10、）解得：0）0 =（2）M对地的最大压力为FNm时的受力分析如图丙所示：对m有：T2mg=mwOr对M有：FNmMgT2=0解得：FNm=2Mg+2mg.答案：（1）3。=y（”mm,g（2）FNm=2Mg+2mg.（14分）游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来（如图甲所示）.我们把这种情况抽象为图乙所示的模型：弧形轨道下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端无初速度滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动，其中M、N分别为圆轨道的最低点和最高点.实验发现，只要h大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点.已知圆轨道的半径R=5.0m,小球的质量m=1.0kg,不考虑摩擦等阻力，取g=10m/s2(1)为使小球沿圆轨道运动而不掉下来，h至少为多大？(2)如果h=15m,小球通过M点时轨道对小球的支持力Fm为多大？Fn关于h的函(3)高度h越大，小球滑至N点时轨道对小球的压力FFn关于h的函2解析：(1)小球恰能通过N点时有：mg=mR1一由机械能寸恒7E律：mg(h2R)=2mvN5斛得：h=R=12.5m.o(