【三维设计】2014届高三物理一轮 课时跟踪检测15 圆周运动

课时跟踪检测(十五)圆周运动高考常考题型：选择题计算题1如图1所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速转动，下列说法中正确的是()A物块处于平衡状态B物块受三个力作用 图1C在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越不容易脱离圆盘D在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘2.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图2所示是某一变速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轮有12齿，则()A该车可变换两种不同挡位 图2B该车可变换四种不同挡位C当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD14D当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD413.如图3所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是()Aa、b和c三点的线速度大小相等Bb、c两点的线速度始终相同Cb、c两点的角速度比a的大Db、c两点的加速度比a点的大 图34雨天的野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来。如图4所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则() 图4A泥巴在图中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度B泥巴在图中的b、d位置时最容易被甩下来C泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来D泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来5(2012广东高考)图5是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数FN表示该处所受压力的大小。某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B 图5时，下列表述正确的有()AFN小于滑块重力BFN大于滑块重力CFN越大表明h越大 FN越大表明h越小6.如图6所示，长为 L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为。下列说法中正确的是()A小球受重力、绳的拉力和向心力作用B小球做圆周运动的半径为L 图6C越大，小球运动的速度越大D越大，小球运动的周期越大7.如图7所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴O。现使小球在竖直平面内做圆周运动。P为圆周轨道的最高点。若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为 ，则以下判断正确的是()A小球不能到达P点 图7B小球到达P点时的速度小于C小球能到达P点，但在P点不会受到轻杆的弹力D小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力8.如图8所示，两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为()A.mg B2mg 图8C3mg D4mg9如图9所示，是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置。该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺，带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在转动轴上，小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动。当转 图9盘不转动时，指针指在O处，当转盘转动的角速度为1时，指针指在A处，当转盘转动的角速度为2时，指针指在B处，设弹簧均没有超过弹性限度。则1与2的比值为()A. B.C. D.10.如图10所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B 水平放置，两轮半径RA2RB。当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转动轴的最大距离为() 图10A. B.C. DRB11. (2012重庆模拟)如图11所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内。A通过最高点C时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部压力为0.75mg，求A、B两球落地点间的距离。 图1112(2012唐山摸底)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上。现将太极球简化成如图12甲所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高。设球的重力为1 N，不计拍的重力。求：(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少？(2)设在A处时健身者需施加的力为F，当球运动到B、D位置时，板与水平方向需有一定的夹角，请作出tan F的关系图象。图12答 案课时跟踪检测(十五) 圆周运动1选B对物块进行受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，A错，B正确。根据向心力公式Fnmr2可知，当一定时，半径越大，所需的向心力越大，越容易脱离圆盘；根据向心力公式Fnmr()2可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，越容易脱离圆盘，C、D错误。2选BC该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，由于两轮齿数可知，当A轮转动一周时，D轮要转4周，故AD14，C正确，D错误。3选D当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，a、b和c三点的角速度相同，a半径小，线速度要比b、c的小，A、C错；b、c两点的线速度大小始终相同，但方向不相同，B错；由a2r可得b、c两点的加速度比a点的大，D对。4选C当后轮匀速转动时，由aR2知a、b、c、d四个位置的向心加速度大小相等，A错误。在角速度相同的情况下，泥巴在a点有Famgm2R，在b、d两点有Fbdm2R，在c点有Fcmgm2R。所以泥巴与轮胎在c位置的相互作用力最大，容易被甩下，故B、D错误，C正确。5选BC设滑块到达B点时的速度为v，根据向心力公式得：FNmgm ，根据机械能守恒定律可得：mghmv2，解得FNmg(1)，所以B、C正确。6选C小球只受重力和绳的拉力作用，合力大小为Fmgtan ，半径为RLsin ，A、B均错；小球做圆周运动的向心力是由重力和绳的拉力的合力提供的，则mgtan m，得到vsin ，越大，小球运动的速度越大，C对；周期T2 ，越大，小球运动的周期越小，D错。7选B根据机械能守恒定律2mgLmv2mvP2，可求出小球在P点的速度为 ，故B正确，A错误。小球在P点所需要的向心力Fmg，故小球在P点受到轻杆向上的弹力，故C、D均错误。8选A当小球到达最高点时速率为v，有mgm，当小球到达最高点速率为2v时，应有Fmgm4mg，所以F3mg，此时最高点各力如图所示，所以FTmg，A正确。9选B小球随转盘转动时由弹簧的弹力提供向心力。设标尺的最小分度的长度为x，弹簧的劲度系数为k，则有kxm4x12，k3xm6x22，故有121，B正确。10选C由图可知，当主动轮A匀速转动时，A、B两轮边缘上的线速度相同，由，得。由于小木块恰能在A轮边缘静止，则由静摩擦力提供的向心力达最大值mg，故mgmA2RA设放在B轮上能使木块相对静止的距B轮转动轴的最大距离为r，则向心力由最大静摩擦力提供，故mgmB2r因A、B材料相同，故木块与A、B的动摩擦因数相同，式左边相等，故mA2RAmB2r，得r()2RA()2RA。所以选项C正确。11解析：A球通过最高点时，由FNAmgm已知FNA3mg，可求得vA2B球通过最高点时，由mgFNBm已知 FNB0.75mg，可求得vB平抛落地历时t 故两球落地点间的距离l(vAvB)t解得l3R答案：3R12解析：(1)设球运动的线速度为v，半径为R则在A处时Fmgm在C处时Fmgm由式得FFF2mg2 N。(2)在A处时健身者需施加的力为F，球在匀速圆周运动的向心力F向Fmg，在B处不受摩擦力作用，受力分析如图甲所示。则tan F1作出的tan F的关系图象如图乙所示。甲乙答案：(1)2 N(2)见解析图6