2019-2020年高考物理一轮复习 4.3圆周运动及其应用课时提升作业 沪科版必修2.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 4.3圆周运动及其应用课时提升作业 沪科版必修2一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1.(多选)下述现象中属于离心现象的是()A.洗衣机把湿衣服甩干B.刹车时,乘客前倾C.用手把体温计中的水银柱甩回玻璃泡内D.铅球运动员将铅球抛出2.如图所示,A、B是两个摩擦传动轮,两轮半径大小关系为RA=2RB,则两轮边缘上的()A.角速度之比AB=21B.周期之比TATB=12C.转速之比nAnB=12D.向心加速度之比aAaB=213.(xx常德模拟)如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,两个物体的运动情况是()A.两物体沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做圆周运动,不发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远4.(xx上海高考)秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千()A.在下摆过程中B.在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时5.(xx杭州模拟)如图所示,小球m可以在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确的是()A.小球通过最高点的最小速度为v=B.小球通过最高点的最小速度可以为0C.小球在水平线ab以下管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力二、计算题(本题15分。需写出规范的解题步骤)6.(xx汕头模拟)如图为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图,它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速度放到传送带上,运动到B处后进入匀速转动的转盘,设物品进入转盘时速度大小不发生变化,此后随转盘一起运动(无相对滑动)到C处被取走装箱。已知A、B两处的距离L=10m,传送带的传输速度v=2m/s,物品在转盘上与轴O的距离R=4m,物品与传送带间的动摩擦因数=0.25。g取10m/s2。求：(1)物品从A处运动到B处的时间t;(2)质量为2kg的物品随转盘一起运动的静摩擦力为多大。强化专练(建议：25分钟)强化点1：水平面内的圆周运动1.(多选)(xx扬州模拟)有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的内侧壁高速行驶,做匀速圆周运动。如图所示虚线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h。下列说法中正确的是()A.h越高,摩托车对侧壁的压力将越大B.h越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大C.h越高,摩托车做圆周运动的周期将越大D.h越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大2.(xx江苏高考)如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是()A.A的速度比B的大B.A与B的向心加速度大小相等C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小强化点2：竖直面内的圆周运动3.(多选)如图所示,用细绳拴着质量为m的小球,在竖直面内做圆周运动,圆周半径为R,则下列说法正确的是()A.小球过最高点时,绳子张力可以为零B.小球过最高点时的最小速度为零C.小球刚好过最高点时的速度是D.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反4.如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的速率逐渐增大,则()A.物体的合外力为零B.物体所受合力大小不变,方向始终指向圆心OC.物体的合外力就是向心力D.物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)强化点3：圆周运动的综合应用5.(xx西安模拟)如图所示,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。已知皮带轮的半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑。当m可被水平抛出时,A轮每秒的转数最少为()A.B.C.D.6.(xx福建高考)如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0m,B点离地高度H=1.0m,A、B两点的高度差h=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不计空气影响,求：(1)地面上DC两点间的距离s;(2)轻绳所受的最大拉力大小。答案解析素能全练1.【解析】选A、C。洗衣机把湿衣服甩干和用手把体温计中的水银柱甩回玻璃泡内都属于离心现象,选项A、C正确;刹车时,乘客前倾和铅球运动都是由于惯性,选项B、D错误。2.【解析】选C。由于没有相对滑动,A、B两轮边缘上的线速度相等,=,选项A错误;=,选项B错误;=,选项C正确;向心加速度之比=,选项D错误。【总结提升】求解传动问题的方法(1)分清传动特点：传动问题是圆周运动中一种常见题型,常见的传动装置有如下特点：皮带传动(轮子边缘的线速度大小相等);同轴转动(各点角速度相等);齿轮传动(相接触两个轮子边缘的线速度大小相等)。(2)确定半径关系：根据装置中各点位置确定半径关系或根据题意确定半径关系。3.【解析】选D。在圆盘上,角速度相同,由F=m2r可知,在质量相同的情况下,A需要的向心力较大,当两个物体刚好还未发生滑动时,其摩擦力达到最大静摩擦力,A的向心力大于最大静摩擦力,而B的向心力小于最大静摩擦力,此时烧断细线,A的向心力不足将做离心运动,而B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,故选项D正确。【加固训练】质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上,杆端套有一个质量为m的小球,今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动,角速度为,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为()A.m2RB.C.D.不能确定【解析】选C。小球受重力和杆的作用力如图所示。小球做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得：F向=m2R,故F=,选项C正确。4.【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点：(1)重力和吊绳的拉力提供向心力;(2)拉力最大时,吊绳最容易断裂。【解析】选D。当秋千摆到最低点时速度最大,由F-mg=m知,吊绳中拉力F最大,吊绳最容易断裂,选项D正确。5.【解析】选B。由于圆形管道可提供支持力,故小球通过最高点时的速度可以为零;小球在水平线ab以下的管道中运动时,重力方向竖直向下,而向心力指向圆心,故内侧管壁不会对小球有作用力,而在水平线ab以上的管道中运动时,如果小球的速度较大,如在最高点的速度v时,最高点的内侧管壁对小球无作用力,故选项B正确,A、C、D错误。6.【解析】(1)物品先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动:a=g=2.5m/s2(2分)s1=0.8m(2分)t1=0.8s(2分)之后,物品和传送带一起以速度v做匀速运动,则t2=4.6s(2分)所以t=t1+t2=5.4s(2分)(2)物品在转盘上所受的静摩擦力提供向心力F=m(3分)解得:F=2N(2分)答案:(1)5.4s(2)2 N【加固训练】如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L。不计空气阻力。(1)求小球通过最高点A时的速度vA;(2)若小球通过最低点B时,细线对小球的拉力FT恰好为小球重力的6倍,且小球经过B点的瞬间让细线断裂,求小球落地点到C点的距离。【解析】(1)小球恰好能做完整的圆周运动,则小球通过A点时细线的拉力刚好为零,根据向心力公式有：mg=m解得：vA=。(2)小球在B点时根据牛顿第二定律有：FT-mg=m其中FT=6mg解得小球在B点的速度大小为vB=细线断裂后,小球从B点开始做平抛运动,则由平抛运动的规律得：竖直方向上：1.9L-L=gt2水平方向上：x=vBt解得：x=3L即小球落地点到C点的距离为3L。答案：(1)(2)3L强化专练1. 【解析】选B、C。摩托车受力如图所示,侧壁对球的弹力N=,向心力F=mgcot,当h变化时,角保持不变,所以摩托车对侧壁的压力大小以及摩托车做圆周运动的向心力大小不随h变化,选项A、D错误;由牛顿第二定律得mgcot=m,解得v=,T=2,h越高,r越大,故h越高,摩托车做圆周运动的线速度、周期将越大,选项B、C正确。2.【解题指南】(1)要理解同轴转动角速度相等。不能想到这点也可以结合实际,旋转秋千时各个座椅相对静止。(2)题干中提到座椅做匀速圆周运动,所以合力提供向心力。【解析】选D。在转动过程中,A、B两座椅的角速度相等,但由于B座椅的半径比较大,故B座椅的速度比较大,向心加速度也比较大,A、B项错误;A、B两座椅所需向心力不等,而重力相同,故缆绳与竖直方向的夹角不等,C项错误;根据F=m2r判断A座椅的向心力较小,所受拉力也较小,D项正确。强化点2：竖直面内的圆周运动3.【解析】选A、C。小球过最高点时的临界速度v=,此时绳中张力为零。小球过最高点时绳子对小球的作用力可能为零,也可能向下,故选项A、C正确,B、D错误。【加固训练】如图所示,用一连接体一端与一小球相连,绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动,设轨道半径为r,图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点,则以下说法正确的是()A.若连接体是轻质细绳时,小球到达P点的速度可以为零B.若连接体是轻质细杆时,小球到达P点的速度可以为零C.若连接体是轻质细绳时,小球在P点受到细绳的拉力不可能为零D.若连接体是轻质细杆时,小球在P点受到细杆的作用力为拉力,在Q点受到细杆的作用力为推力【解析】选B。若连接体是轻质细绳,小球在最高点的最小速度为,此时细绳拉力为零,选项A、C错误;若连接体是轻质细杆,小球刚好到达P点的速度为零,选项B正确;如果小球在最高点P的速度为,细杆拉力为零,如果v,细杆的作用力为拉力,如果v,细杆的作用力为推力,小球在最低点Q时受到细杆的拉力作用,选项D错误。4.【解析】选D。物体做加速曲线运动,合力不为零,A错;物体做速度大小变化的圆周运动,合力不指向圆心,合力沿半径方向的分力等于向心力,合力沿切线方向的分力使物体速度变大,即除在最低点外,物体的速度方向与合外力的方向夹角为锐角,合力与速度不垂直,B、C错,D对。【总结提升】分析圆周运动问题的两点提醒(1)无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动,沿半径方向指向圆心的合力均为向心力。(2)当采用正交分解法列方程时,应让两个正交的正方向中的一个沿半径指向圆心,另外一个垂直半径方向。强化点3：圆周运动的综合应用5.【解析】选A。m到达皮带轮的顶端时,若mmg,表示m受到的重力小于或等于m沿皮带轮表面做圆周运动的向心力,m将离开皮带轮的外表面而做平抛运动,又因为每秒转数n=,所以当v,即转数n时,m可被水平抛出,故选项A正确。6.【解题指南】解答本题时应明确以下三点：(1)小球由A到B的过程中机械能守恒;(2)小球在B点时所受拉力最大;(3)小球由B到C的过程做平抛运动。【解析】(1)小球从A到B机械能守恒,有mgh=m小球从B到C做平抛运动,水平方向有s=vBt竖直方向有H=gt2联立式解得s=1.41m(2)小球下摆到B,绳子的拉力和小球重力的合力提供向心力,据牛顿第二定律有：F-mg=m联立式解得F=20N据牛顿第三定律F=F轻绳所受的最大拉力为20N答案：(1)1.41m(2)20 N