2019-2020年高中物理专题5.7生活中的圆周运动练基础版含解析新人教版必修.doc

2019-2020年高中物理专题5.7生活中的圆周运动练基础版含解析新人教版必修1如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中，正确的是： （ ）A.若三个物体均未滑动，A物体的向心加速度最大 B.若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大C. 转速增加，C物先滑动. D.转速增加，A物比B物先滑动【答案】C2如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒的角速度增大后，下列说法正确的是： （ ）A、物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B、物体所受弹力增大，摩擦力减小了C、物体所受弹力增大，摩擦力不变D、物体所受弹力和摩擦力都减小了【答案】C【名师点睛】做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力。3如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球到最高点的速度大小为，图像如图乙所示，下列说法正确的是： （ ）A、当地的重力加速度大小B、小球的质量为C、时，杆对小球弹力方向竖直向上D、若，则杆对小球弹力大小为【答案】B【解析】在最高点，若，则；若，则，解得：，故A正确，B错误；由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；若，则，解得，故D错误。【名师点睛】本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，难度适中。4淮安有轨电车一期工程线路西起市体育馆，沿交通路至大运河广场北侧，经和平路至水渡口广场，向南沿翔宇大道、楚州大道至淮安区商贸城。全长公里，共设车站23个。下列关于有轨电车说法正确的是： （ ）A、有轨电车在转弯时，合外力为0B、有轨电车在转弯时，速度过大，会对外轨道有侧向压力C、有轨电车在转弯时，速度过小，会对外轨道有侧向压力D、有轨电车在转弯时，当有轨电车质量改变时，安全速率也将改变【答案】B根据牛顿第二定律得： ，解得： ，火车拐弯时以规定速度行驶时，火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力，若速度大于规定速度，火车所需要的向心力大，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故B正确；若速度小于规定速度，火车所需要的向心力小，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨，故C错误；有轨电车在转弯时，与车的质量无关，故选项D错误。【名师点睛】有轨电车拐弯时以规定速度行驶时，有轨电车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力，若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对有轨电车有侧压力；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对有轨电车有侧压力，根据向心力知识进行分析。5如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定在水平地面不动。有两个质量均为m的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，小球B所在的高度为小球A所在的高度一半。下列说法正确的是： （ ）A小球A、B所受的支持力大小之比为2:1B小球A、B的加速度的大小之比为1:2C小球A、B的角速度之比为D小球A、B的线速度之比为【答案】D【名师点睛】本题关键是对小球受力分析，明确小球做匀速圆周运动的向心力来自于合外力，通过牛顿第二定律分析。6如图所示，相同材料的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，B的质量是A的质量的2倍，A与转动轴的距离等于B与转动轴的距离2倍，两物块相对于圆盘静止，则两物块： （ ）A、角速度相同B、线速度相同C、向心加速度相同D、若转动角速度增大，A、B同时滑动【答案】A【名师点睛】描述圆周运动的物理量较多，在学习过程中要熟练掌握公式和各个物理量之间的联系注意矢量相同和标量相同的区别。7（多选）如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的： （ ）A运动周期相同 B运动线速度相同C运动角速度相同 D向心加速度相同【答案】AC【解析】设细线长度为L，细线与竖直方向的夹角为，小球受的重力和绳子拉力的合力来提供向心力，根据牛顿第二定律得出：，其中，得出，悬挂点到圆周平面的距离为，所以周期与小球质量和绳长无关，A项正确；根据牛顿第二定律得出：，线速度，其中等于圆周运动的半径，半径不同，所以线速度不同，B项错误；根据角速度可知，角速度相等，C项正确；向心加速度，角度不同，所以向心加速度不同，D项错误。8（多选）如下图所示，长为l的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子的瞬间，下列说法正确的是： （ ）A小球的线速度不发生突变B小球的角速度突然增大到原来的2倍C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍【答案】ABC9用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动若使小球不离开桌面，则小球运动的半径是_ ，其转速最大值是_ 。（已知重力加速度为g）【答案】； 【解析】若使小球不离开桌面，则小球运动的半径是；当转速最大时，小球恰不离开桌面，此时，解得：。10某高速公路转弯处修成一定的倾角以利于车辆转弯，弯道半径R=100m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为=0.8。(1)汽车若以15ms的速度行驶，在弯道上没有左右滑动趋势，则路面的设计倾角的正切值应为多大?(2) 若=37，汽车的质量为2000kg，当汽车的速度为30m/s时车并没有发生侧向滑动，求此时地面对汽车的摩擦力的大小和方向。(g=10ms2)【答案】（1）=arctan0.225，（2）f=2400N，方向沿斜面向下【解析】（1）汽车转弯时由牛顿第二定律得：mgtan=mv2/R，得tan=0.225（2）若汽车所受侧向摩擦力沿斜面向里，对汽车进行受力分析，如图所示：由正交分解得Ncos-fsin-mg=0Nsin+fcos=mv12/R解方程得f=2400N，摩擦力沿斜面向下