人教版高物理《圆周运动》课件

培优提升练第六章圆周运动一、选择题1.(多选)(2019·江苏卷)如图1所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱A.运动周期为B.线速度的大小为ωRC.受摩天轮作用力的大小始终为mgD.所受合力的大小始终为mω2R√123456789101112图1√123456789101112座舱的重力为mg，座舱做匀速圆周运动受到的向心力(即合力)大小不变，方向时刻变化，故座舱受摩天轮的作用力大小时刻在改变，选项C错误.2.(2019·辽宁沈阳市郊联体高一下期中)如图2所示，内壁光滑的竖直圆桶绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用不可伸长的细绳系着，绳子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A.绳子的拉力可能为零B.桶对物块的弹力不可能为零C.若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力一定增大D.若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力仍保持不变123456789101112图2√解析由于桶的内壁光滑，桶不能提供给物块竖直向上的静摩擦力，所以绳子的拉力一定不能等于零，故A错误；绳子沿竖直方向的分力与物块重力大小相等，若绳子沿水平方向的分力恰好提供物块做圆周运动的向心力，则桶对物块的弹力为零，故B错误；123456789101112由题图可知，绳子与竖直方向的夹角不会随桶的角速度的增大而增大，所以绳子的拉力也不会随角速度的增大而增大，故C错误，D正确.3.(2019·江苏海安校极月考)如图3，质量相同的两个小球A、B，由两根长均为L且不可伸长的轻绳系住悬挂在天花板上.现A、B随车一起向右做匀加速直线运动，系住B球的轻绳与竖直方向的夹角为α，某时刻小车突然停止，停止前一瞬间小车的速度为v，重力加速度为g，则突然停止时两小球的加速度123456789101112图3√【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112解析停止瞬间，小球A将向右开始摆动做圆周运动，此时的加速度等于向心加速度，则：aA＝

；当突然停止时，由于惯性小球B有向右的初速度，将向右做平抛运动，则此时刻B的加速度为g，故A、C、D错误，B正确.【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐1234567891011124.(多选)(2019·湖南衡阳一中高一期中改编)如图4(a)所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，质量为0.6kg的小球C(小球可视为质点)用细绳拴在铁钉B上，A、B、C在同一直线上.t＝0时，给小球一垂直于绳、大小为2m/s的速度，使小球在水平面上做圆周运动.在0≤t≤t2时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图(b)所示.若细绳能承受的最大拉力为6.4N，则下列说法正确的是A.两钉子间的距离为0.2mB.t＝3.3s时细绳的拉力为3NC.t1＝0.6πsD.小球从开始运动到绳被拉断历时3πs√图4√【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐解析小球在水平方向只受垂直于速度方向的细绳的拉力作用，小球速度大小不变，当F＝2N时，r1＝1.2m，当F＝2.4N时，r2＝1m.两钉子间的距离d为小球做圆周运动减小的半径，即d＝r1－r2＝0.2m，故A正确；123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐小球做圆周运动的半径减小，细绳受到的拉力增大，所以t1＝0.6πs；细绳才再次与铁钉B接触，所以t＝3.3s时细绳拉力仍为2.4N，故B错误，C正确；当细绳受到的拉力为6.4N时，r＝0.375m<0.4m，即当r＝0.4m时，绳子还不会断，小球从开始运动到细绳被拉断历时t＝(0.6π＋0.5π＋0.4π＋0.3π＋0.2π)s＝2πs，故D错误.123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐5.如图5所示，长度均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L.重力加速度大小为g.今使小球在竖直面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点的速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点的速率为2v时，每根绳的拉力大小为√123456789101112图5【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐6.(2019·重庆巴蜀中学高一下月考)一竖直放置的光滑圆形轨道连同底座总质量为M，放在水平地面上，如图6所示，一质量为m的小球沿此轨道做圆周运动.A、C两点分别是轨道的最高点和最低点.轨道的B、D两点与圆心等高.在小球运动过程中，轨道始终静止，重力加速度为g.则关于轨道底座对地面的压力FN的大小及地面对轨道底座的摩擦力方向，下列说法正确的是A.小球运动到A点时，FN>Mg，摩擦力方向向左B.小球运动到B点时FN＝Mg＋mg，摩擦力方向向右C.小球运动到C点时，FN>Mg＋mg，地面对轨道底座无摩擦力D.小球运动到D点，FN＝Mg，摩擦力方向向右123456789101112图6√【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112在这三种情况下，轨道底座在水平方向上均没有运动趋势，不受摩擦力，故A错误；【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐7.(多选)(2019·吉林舒兰一中高一下月考)如图7所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用水平细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，质量均为m，与圆心距离分别为RA＝r，RB＝2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是A.此时绳子张力为FT＝3μmgB.此时圆盘的角速度为ω＝C.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D.若此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动图7123456789101112√√√【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐解析A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则F＝mω2R，B的运动半径比A的半径大，所以B所需向心力大，细线拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，123456789101112B的静摩擦力方向沿半径指向圆心，A的最大静摩擦力方向沿半径指向圆外，根据牛顿第二定律得：FT－μmg＝mω2r，FT＋μmg＝mω2·2r，此时A的向心力大小为FnA＝mω2r＝2μmg，B的向心力大小为FnB＝mω2·2r＝4μmg，若此时烧断绳子，A、B的最大静摩擦力均不足以提供物体所需向心力，则A、B均做离心运动，故A、B、C正确，D错误.【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐8.(多选)(2019·黑龙江哈尔滨三中高一下质检)如图8所示，两个质量均为m的小物块a和b(可视为质点)，静止在倾斜的匀质圆盘上，圆盘可绕垂直于盘面的固定轴转动，a到转轴的距离为l，b到转轴的距离为2l，物块与盘面间的动摩擦因数为

，盘面与水平面的夹角为30°.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，若a、b随圆盘以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是A.a在最高点时所受摩擦力不可能为0B.a在最低点时所受摩擦力不可能为0图8√123456789101112√√【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112解析在最高点时，若a所受的摩擦力为零，靠重力沿圆盘的分力提供向心力，有：mgsinθ＝mlω2，在最低点时，有Ff－mgsinθ＝mlω2，解得最低点的摩擦力Ff＝mg，而最大静摩擦力Ffm＝μmgcosθ＝0.75mg，可知a在最高点和最低点的摩擦力都不能为零，故A、B正确；在最低点时，对a，根据牛顿第二定律得μmgcos30°－mgsin30°＝mlω′2，【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112在最低点时，对b，根据牛顿第二定律得，μmgcos30°－mgsin30°＝m·2lω″2，【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐9.(多选)如图9所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角θ＝30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间的动摩擦因数为μ＝

，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，角速度为ω，重力加速度为g，则123456789101112图9√√【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐解析当转台的角速度比较小时，物块只受重力、支持力和摩擦力，当细绳恰好要产生拉力时，123456789101112随着角速度的增大，细绳上的拉力增大，当物块恰好要离开转台时，物块只受到重力和细绳的拉力的作用，【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐10.(多选)(2016·浙江卷)如图10所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R＝90m的大圆弧和r＝40m的小圆弧，直道与弯道相切.大、小圆弧圆心O、O′距离L＝100m.赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g＝10m/s2，π＝3.14)，则赛车A.在绕过小圆弧弯道后加速B.在大圆弧弯道上的速率为45m/sC.在直道上的加速度大小为5.63m/s2D.通过小圆弧弯道的时间为5.58s123456789101112图10√√【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐解析在弯道上做匀速圆周运动时，当弯道半径一定时，在弯道上的最大速率是一定的，且在大弯道上的最大速率大于小弯道上的最大速率，故要想时间最短，可在绕过小圆弧弯道后加速，选项A正确；123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐11.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当小球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图11所示.已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为

d，绳始终在竖直平面内，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力.(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2；图11123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐解析设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律得水平方向有d＝v1t123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，若a、b随圆盘以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是(2)求绳能承受的最大拉力；今使小球在竖直面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点的速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点的速率为2v时，每根绳的拉力大小为在最低点时，对b，根据牛顿第二定律得，【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐在大圆弧弯道上的速率为45m/s小球运动到B点时FN＝Mg＋mg，摩擦力方向向右(2019·江苏海安校极月考)如图3，质量相同的两个小球A、B，由两根长均为L且不可伸长的轻绳系住悬挂在天花板上.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外4N，故B错误，C正确；a在最低点时所受摩擦力不可能为0已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，绳始终在竖直平面内，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力.当F＝2N时，r1＝1.(多选)(2019·黑龙江哈尔滨三中高一下质检)如图8所示，两个质量均为m的小物块a和b(可视为质点)，静止在倾斜的匀质圆盘上，圆盘可绕垂直于盘面的固定轴转动，a到转轴的距离为l，b到转轴的距离为2l，物块与盘面间的动摩擦因若此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动故要想时间最短，可在绕过小圆弧弯道后加速，选项A正确；若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力一定增大【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐轨道的B、D两点与圆心等高.FT4cos30°＋FT3cos30°＝mω22Lsin60°【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐(2)求绳能承受的最大拉力；123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出后飞行的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐小球做圆周运动的半径减小，细绳受到的拉力增大，所以t1＝0.在最低点时，有Ff－mgsinθ＝mlω2，a在最低点时所受摩擦力不可能为0(2)当ω2＝5rad/s时，细绳AP和BP的拉力分别为多少？(多选)如图9所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角θ＝30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间的动摩擦因数为μ＝，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，角速度为ω，重力加速度为g，则若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力仍保持不变【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐故要想时间最短，可在绕过小圆弧弯道后加速，选项A正确；如图12所示，质量为1kg、大小不计的小球P用两根长度相等、不可伸长的细绳系于竖直杆上，随杆在水平面内做匀速圆周运动.(2019·重庆巴蜀中学高一下月考)一竖直放置的光滑圆形轨道连同底座总质量为M，放在水平地面上，如图6所示，一质量为m的小球沿此轨道做圆周运动.受摩天轮作用力的大小始终为mgFT1sin60°＝mω02Lsin60°小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐当ω1＝4rad/s＜ω0时，AP上拉力为0，设BP拉力为FT2，a在最低点时所受摩擦力不可能为0此时绳子张力为FT＝3μmg【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐(重力加速度g＝10m/s2)25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g＝10m/s2，π＝3.桶对物块的弹力不可能为零故A、C、D错误，B正确.【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐解析设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳能承受的最大拉力不变.绳断后球做平抛运动，竖直位移为d－l，设球平抛运动的水平位移为x，时间为t1，则水平方向有x＝v3t1123456789101112【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《圆周运动》PPT（完整版）推荐（最新版本）推荐12.如图12所示，质量为1kg、大小不计的小球P用两根长度相等、不可伸长的细绳系