2019届高中物理二轮复习热点题型专练专题2圆周运动含解析

专题4.2圆周运动•自行车的小齿轮A、大齿轮B后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径 吊=4甩、FCTOC\o"1-5"\h\z=8Q。当自行车正常骑行时，A、BC三轮边缘的向心加速度的大小之比 aAasac等于（ ）1 1 8 B. 4 1 4C. 4 1 32 D. 1 2 4解析：外曲祁U柏天击轮毋通讨洁条传动，齿需加樓融障辟，即枚=伽小齿轮卫和后轮匕同轴转2ill甬速支相弄，育也工二牝&由有可判断心丹二刊Sj—41,底打生可弟fiffG他二几丘亡-I肌断U胄屯创ac~41儿C■正诵"2.山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜。每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激。假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为 R,重力加速度为g,列车转弯过程中倾角（车厢地面与水平面夹角）为B,则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度 （轨道不受侧向挤压）为（）C. gFtan0 D. gRcot0答案：C解析：轨道不受侧向挤压时，轨道对列车的作用力就只有弹力，重力和弹力的合力提供向2心力，根据向心力公式mgan0=殆，得v=%<gFtan0,C正确。3.如图所示，由于地球的自转，地球表面上 P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动,对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是 （ ）P、Q两点的角速度大小相等P、Q两点的线速度大小相等P点的线速度比Q点的线速度大P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用答案：A解祈；只。两亡却己绕瞬酔订速匾眉巨动：角W目羽&習次=牝，选晒A对。桁据期周j运动^

速庭戶讴，仇点到地«的距离不笫却■<（疔点目周运动气速Jft尢卜不:已选顶E借。总锯惟

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合力是围區怎动的冋山力，我佃EW支持力尊大反旬的平■京即万有弓力的一个F士称为重丈，选项D辛気4•如图所示，水平放置的两个用相同材料制成的轮 P和Q靠摩擦转动，两轮的半径Rr=21。当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在 Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为宀i，木块的向心加速度为ai;若改变转速，把小木块放在P轮边缘也恰能静止，此时Q轮转动的角速度为 32,木块的向心加速度为 a2，贝y（C.ai1C.ai1a?—1D.ai1a?—2答案：C解析:根据题述,2,静止，口解析:根据题述,2,静止，口g=3R=2ai=32r,ma=口mg联立解得（ig=3务。小木块放在P轮边缘也恰能32r。由3R=32「联立解得竺^=乂2,选项a、B错误；ma=口mg所以—=322 a2i，选项C正确，D错误。m为在水平传送带上被传送的小物体 （可视为质点），A为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑，当 m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是Cg「D.2；答案：A解析：当m被水平抛出时只受重力的作用， 支持力Fn=0。在圆周最高点，重力提供向心力,即mg=空，所以v=@F。而v=2nfr，所以f=^~ 卩，所以每秒的转数最少为r 背 2n「2n\JrA正确。一水平放置的木板上放有砝码， 砝码与木板间的摩擦因数为口，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（ ）在通过轨道最高点时砝码处于超重状态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，匸gRD.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：C薛甫：在诵过现直晶高点时丿向［加谏度竖直向下’是丈贡，域必项进忌w换和葩亡在竖亘平直内也匀速回査运呐，以炉斤宣音外力援供冋心力，確码罡厘力卞舷扌动瞬摩?初冃・由于就G手哇曲力用在竖直方向上■■因此貝有当跌确所禹向心力在水平方向上时欝兌肋肖最产血此位毘是当木检$珈*运动到与ISb在同一厂三面二吋葩位罡.最玄静摩擒力一占尢H■京等十碓码所需的咼b力"即回也治此时在竖亘方向上尽二嘔.故臥，故E项*詆，C项正踰在員低点，乐if尸啸._ 谟._ _ i：«2在最咼点！吨■-用」=临，则丹】-F常二3臣故D项卡

7•如图所示，质量为m的小球（可看做质点）在竖直放置的半径为R的固定光滑圆环轨道内运动。若小球通过最高点时的速率为 vo=gR,下列说法中正确的是（ ）33可能为（ ）小球在最高点时只受重力作用小球在最高点对圆环的压力大小为 mg小球在最高点时重力的瞬时功率为 0小球绕圆环运动一周的时间大于 2nRvo答案：AC2Vo解析：由F向心=rr,代入得F向心=mg说明小球在最高点只受重力作用， A项正确，B项错误；根据功率的定义式P=Fvcos0，小球在最高点时，力与速度垂直，故重力的瞬时功率为零，C项正确；根据机械能守恒定律知，小球在最高点的速率最小， 小球全过程运动的平均速率大于nr 2nRVo,由T= 知，小球运动一周的时间小于 ，D项错误。V Vo如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为 R质量为m的带孔小球穿于环上,绳的最大拉力为2mg当圆环以同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点,绳的最大拉力为2mg当圆环以拜珀因打圈环托滑，所以这二个尢肯定是重力、环对球的整力、缮之的橙尢■＞维％生扯丈I,绳曼业F立I巾赤汪「抿抵_几伺关冬瓦灼：■_ltfl寸细编匚盘直方旬附实甬为別J旳團所示『当国莎施帏吋」小対堤竖直珈曲圖园丘衲，冋心丈曰二个力在水T方何的台力喘供・Ttkl內F二砸工扌販几何黄至•貝中$二尺血定」所以肖角速咸忑时「尸需叢的冋少臥,總子拉力唤所U对应的临界条件是勺海在此位羞刚奸不受拉力川时甬速魁需更的冋心力最也刹薈迸1亍受力俪碍屉戶帼如1册，印圈血勢=皿出nfi（鬥腫叫=点』当鏗子的揑力酬垠大叭SSJfiSSW大，司熾可礼」甬速度列SX二｛塞故只有B正珥■=

如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上 OA两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OA=OB=AB现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB台终在竖直平面内，若转动过程OBAB两绳始终处于拉直状态，A.B.0B绳的拉力范围为C.AB绳的拉力范围为D.A.B.0B绳的拉力范围为C.AB绳的拉力范围为D.AB绳的拉力范围为。〜竽mg答案B解击当转动tr；谍速废力卵九帀迪的拉“费卜…』强的拉力瑕大j迩寸再昔的粗扫同，谢：尸】，则莎卫曲匕叱尺=¥屿.增丈转动的甬速膜：当息5绳馆力细?等二塞5主的握力呈土，设蚊时OS鬼的1立力为巴*则弐畑妙=陀f巴科册出ZMtos绳口15力范呂向申咱・'岂岛电八』弓绳的如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承受的最大拉力均为2mg当细绳AC和BC均拉直时/ABC=90°,/ACB=53°,BC=1m细绳AC和BC能绕竖直轴AB匀速转动，因而小球在水平面内做匀速圆周运动。 当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，则最先被拉断的那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为 （重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6）（ ）A.AC5m/sB.BC5m/sAC5.24m/s D.BC5.24m/s答案B解析肖屮暉结萍席増至眈禰拉宜后.由牛轉甫二走律可為竖直万冋上：2"他=帼©,水平方向上！凡由①式可奪戸=严」勺灣线3曠增肝九匚不臥7常大,当必绳內1S皱拉断时，TS=l^f由②可髀得此时，MMBL爲肚绳碍随彳珂越速度潸大・M线与竖直万冋间疥豐站设M线测MA寸电肓万冋的夹用九轴由血沁=折劭门弊ik砖，QLav51g*可輕乩Q旳J IL1Jv-3ms,ffiBSSo（多选）如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的 A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍若B相对圆盘先滑动，则A、B间的动摩擦因数口a小于盘与B间的动摩擦因数 口b答案BCis折把扎方当成一个整体，在水平方冋上只爱摩）就作用，丽人I?挣力貝网块所缶外加基作为冋+力楽I帥块他旳圈凰希，衍叽建權力F目帝冋風茲料卫冇、咅答何冋卄时厢询，茁必错畐枷:熾习竝舸周也迟向心力Fi昌土R戌业码一速IS舷加业隊塚也+郵丁儿两者运动Bf需的同^力相寧，板B正鳳由受力*析可扣丘对屈的摩勵等干巧盘对占的摩睜力等于叭曲正勵着F®qHft5fc醐则如帼■脸帼畔砂“即prxi.敲心诂淇‘•（多选）如图所示，水平转台上有一个质量为 m的物块，用长为I的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角 e=30°,此时细绳伸直但无张力，物块与转台间动摩擦1因数为口=亍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3当3= '4g时，物块与转台间的摩擦力为0当3=寸爭时，细绳的拉力大小为|mg当3=、#时，细绳的拉力大小为^mg答案AC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口mg=mw1lsin30°，解得31= ；g，随角速度的增大，细绳上的拉力增大，当物块恰好要离开转台时，物块受到重力和细绳的拉力的作用， mgan30°=mw2lsin30°，解得w2=，由于wi<\^曾<32,所以当w=\^^时，物块与转台间的摩擦力不为零，故B错误；由于、号<w1,所以当w=、/号时，细绳的拉力为零，故A正确；由于wi<、#<w2,由牛顿第二定律得f+Fsin30°=m躍2Isin30°,因为压力小于mg所以fgmg解得F>gmg故d错误；当w=;g>w2时，物块已经离开转台，细绳的拉力与重力的合力提供向心力，

4^2Isina，解得cosa=—，故F= =—mg故C正确。3I 4 cosa327.如图所示，细绳一端系着质量为 M=0.6kg的物体，静止在水平圆盘上。另一端通过光滑的小孔吊着质量为 m^0.3kg的物体。M的中点与圆孔的距离为 0.2m，并已知M与圆盘的最大静摩擦力为2N。现使此圆盘绕中心轴线转动。问角速度3在什么范围内可使m处于静止状态?答案：2.9rad/s<3<6.5rad/s (―3-rad/s<3<''Jrad/s)3解弔:郴"受^重力 水平盘面按時力囂胃亍ETHZr和摩擦力F柞用，设轲他“湘面“S?糾吐嘩止，竺-具筲罠寸隹时小有迪冋阴心的起孙，皱盘賀可匕白谢摩擔力刚肓山背鳶回心门找h£1子丁晟如宦?肋用根基丰播护二走笑，得対■于'討冇：T=m^对干応有：7-4,—A/kaJ?-他，M=Q略_庄― I当倉貝有蟲犬苜时有宫开園卜0的运动趙势，水平盘面对略陞諭力右嘲旨冋圆心」旦萼于是擄產刘乞二汉f般牛顿第二走律，得对十一応衣：2■十佐=一血涉6);—^ran尸6>irads也皐汛雯的范曰是'却啦心a5fJd•・程临皿邛宓雀止慣芯28.如图所示，用一根长为I=1m的细线，一端系一质量为 m=1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角 9=37°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为 3时，细线的张力为Ft。(g取10m/s2，结果可用根式表示)求:(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度 30至少为多大?(2)若细线与竖直方向的夹角为 60°,则小球的角速度 3'为多大?答案：⑴护ad/s (2)2，5rad/s解析：(1)若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线拉力，如图所示，小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上，故向心力水平，在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得:2mgan9=m3olsin9即3即30= Icoseg=罟rad/s。解得：2g30=lcose心）母見，当细线与竖目方冋成刁L角时，庄牛顿第二定待現向心力世式n?g7anr7—MW-甲迥”29.如图所示，一长I=0.45m的轻绳一端固定在0点，另一端连接一质量 m=0.10kg的小球，悬点0距离水平地面的高度 H=0.90m。开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，让小球从静止释放，当小球运动到 B点时，轻绳碰到悬点0正下方一个固定的钉子 P时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2。立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度II（1）轻绳断裂后小球从B点抛出并落在水平地面的 C点，求C点与B点之间的水平距