2019-2020年高考物理一轮复习 4.3圆周运动课时强化作业.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 4.3圆周运动课时强化作业一、选择题1下列关于圆周运动的向心力的讨论，正确的有()A运动员在跑道转弯时，主要靠地面的支持力提供向心力B用细绳拴住的小球在竖直平面内做圆周运动，一定是细绳的拉力提供向心力C在绕地球沿圆周轨道自由飞行的飞船内，宇航员处于完全失重状态，是万有引力全部提供向心力D洗衣机脱水旋转时，可把衣物中的水分甩出，是因为水分受到向外运动的力解析：运动员在跑道转弯时，向心力是由地面对运动员的静摩擦力提供的，选项A错误；小球在绳拉住的情况下在竖直面内做圆周运动，是重力和绳的拉力的合力指向圆心的分力提供向心力，选项B错误；绕地球自由飞行的宇宙飞船内的宇航员是在重力作用下做圆周运动的，处于完全失重状态，选项C正确；脱水机脱水是离心运动的原理在实际生活中的具体应用，是由于水滴的向心力不足造成的，选项D错误答案：C2如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处半径rArBrC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是()AaAaBaC BaCaAaBCaCaAaA解析：皮带传动不打滑，A点与B点线速度大小相同，由a得a，所以aAaC，所以aCaABC，所以FAFB时，即绳AC先断答案：A10.“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来如图所示，已知桶壁的倾角为，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是()A人和车的速度为B人和车的速度为C桶面对车的弹力为D桶面对车的弹力为解析：对人和车进行受力分析如图所示重力mg和桶壁支持力FN的合力提供人车做圆周运动的向心力由牛顿第二定律有mgtan，得v.故选项A正确，选项B错误；在垂直轨道平面的竖直方向处于平衡状态，则有FNcosmg，得FN，选项C正确，选项D错误答案：AC二、非选择题11.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度与夹角的关系解析：设座椅的质量为m，匀速转动时，座椅的运动半径为RrLsin受力分析如图，由牛顿第二定律，有mgtanm2R联立， 得转盘角速度与夹角的关系 .答案： 12.随着经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，近年来我国私家车数量快速增长，高级和一级公路的建设也正加速进行，为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑，常将弯道部分设计成外高内低的斜面如果某品牌汽车的质量为m，汽车行驶时弯道部分的半径为r，汽车轮胎与路面的动摩擦因数为，路面设计的倾角为，如图所示(重力加速度g取10 m/s2)(1)为使汽车转弯时不打滑，汽车行驶的最大速度是多少？(2)若取sin，r60 m，汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为0.3，则弯道部分汽车行驶的最大速度是多少？解析：(1)汽车在转弯时不打滑，当汽车以最大速度行驶时，受到沿路面斜向下的最大静摩擦力，受力分析如图所示：竖直方向受力平衡有：FNcosmgFfsin.水平方向由牛顿第二定律有：FNsinFfcosm.又FfFN.联立解得v .(2)当sin，r60，0.3时代入上式得v14.6 m/s.答案：(1) (2)14.6 m/s13如图所示，一个质量为m0.6 kg的小球，以某一初速度v0从图中P点水平抛出，恰好从光滑竖直面内圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧轨道(不计空气阻力，进入时无机械能损失)已知圆弧半径R0.3 m，图中60，小球到达A点时的速度v4 m/s.(取g10 m/s2)试求：(1)小球做平抛运动的初速度v0；(2)判断小球能否通过圆弧最高点C，若能，求出小球到达圆弧轨道最高点C时对轨道的压力FN.解析：(1)小球从A点沿切线进入圆弧轨道，将小球在A点的速度分解为水平方向和竖直方向两个分速度；小球做平抛运动的初速度v0vcos2 m/s.(2)假设小球能到达最高点C，由动能定理有mgR(1cos)mvmv2.解得vC m/s.小球在C点有最小速度时，只受重力提供其做圆周运动的向心力由牛顿第二定律有mg.得vmin m/s.由于vCvmin，故小球能够到达轨道最高点C.在最高点C由牛顿第二定律有FNmg，解得FN8 N.由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力FNFN8 N即小球对轨道的压力大小为8 N，方向竖直向上答案：(1)2 m/s(2)能8 N方向竖直向上14(xx年福建卷)右图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力(1)若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点，OD2R，求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf；(2)若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道，求P点离水面的高度h.(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F向m)解析：(1)游客从B点做平抛运动，有2RvBt，Rgt2，联立解得vB，从A到B过程中，根据动能定理， 有mg(HR)Wfmv0，解得Wf(mgH2mgR)(2)设OP与OB间夹角为，游客从B到P点时的速度为vP，受到支持力为FN，由动能定理得mg(RRcos)mv0过P点时，由向心力公式有mgcosFNm当FN0时，游客离开圆弧表面cos，联立以上各式，解得hR.答案：(1)(mgH2mgR)(2)R