2019版《提分宝典》高考物理总复习练习:第11课 圆周运动 Word版含解析.docx
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1、第11课圆周运动1匀速圆周运动a利用公式法求解传动圆周运动中各运动学量的比例关系(1)(经典题,6分)如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为RBRC32,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的()A线速度大小之比为322 B角速度之比为332C转速之比为232 D向心加速度大小之比为964答案:D解析:A、B轮是摩擦传动,故vAvB,则ARABRB,又因为RBRA32,所以AB32;B、C轮是同轴转动,故BC
2、,又因为RBRC32,由公式vR可知,vBvC32,故a、b、c三点的线速度之比为332,角速度之比为322,故A项、B项均错误。由公式2n可知,转速之比等于角速度之比,故C项错误。由公式av可知,aAaBaC964,故D项正确。b根据最大静摩擦力这一临界条件求解水平转盘模型问题(2)(多选)(2014全国,6分)如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()Ab一定比a先开始滑动
3、Ba、b所受的摩擦力始终相等C是b开始滑动的临界角速度D当时,a所受摩擦力的大小为kmg答案:AC解析:因圆盘从静止开始绕转轴缓慢加速转动,在某一时刻可认为,木块随圆盘转动时,其受到的静摩擦力的方向指向转轴,两木块转动过程中角速度相等,则根据牛顿第二定律可得fm2R,由于小木块b的轨道半径大于小木块a的轨道半径,所以小木块b做圆周运动需要的向心力较大,故B项错误。因为两小木块的最大静摩擦力相等,故b一定比a先开始滑动,故A项正确。当b开始滑动时,由牛顿第二定律可得kmg=mb2.2l,解得b,故C项正确。当a开始滑动时,由牛顿第二定律可得kmgml,解得a,而转盘的角速度,小木块a未发生滑动,
4、其所需的向心力由静摩擦力来提供,由牛顿第二定律可得fm2lkmg,故D项错误。c圆锥摆模型的解题关键是分析受力情况和找准临界状态(3)(经典题,6分)有一竖直转轴以角速度匀速旋转,转轴上的A点有一长为l的细绳系有质量m的小球,要使小球在随转轴匀速转动的同时又不离开光滑的水平面,则A点到水平面高度h最大为()A. B2g C. D.答案:A解析:要使得小球在随转轴匀速转动的同时又不离开光滑的水平面,临界情况就是小球对水平面的压力恰好为零,设绳拉力为T,细绳与竖直转轴的夹角为,此时对小球有Tcos mg,Tsin m2lsin ,解得cos 。所以A点到水平面高度h的最大值为hlcos ,故A项正
5、确。(4)(2013重庆理综,16分)如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合,转台以一定角速度匀速转动。一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO之间的夹角为60,重力加速度大小为g。若0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求0;0,且0k1,求小物块受到的摩擦力大小和方向。答案:小物块受到的摩擦力恰好为零时,0(4分)当(1k)0时,摩擦力方向沿罐壁切线向下,大小为fmg;当(1k)0时,摩擦力方向沿罐壁切线向上,大小为fmg(12分)解析:当摩擦力为零时,支持力和重力的
6、合力提供向心力,如图(a)所示,有mgtan mRsin 6002 (2分)解得0 (2分)当(1k)0时,摩擦力方向沿罐壁切线向下,如图(b)所示,根据牛顿第二定律得fcos 60FNcos 30m2Rsin 60 (2分)fsin 60mgFNsin 30(2分)联立两式解得fmg (2分)当(1k)0时,摩擦力方向沿罐壁切线向上,根据牛顿第二定律得:FNcos 30fcos 60m2Rsin 60(2分)FNsin 30fsin 60mg (2分)联立两式解得fmg (2分)d利用最大静摩擦力分析汽车转弯时的打滑问题(5)(多选)(2013全国,6分)公路急转弯处通常是交通事故多发地带。
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