山东专用2020版高考物理一轮复习第四章第3节圆周运动练习含解析新人教版.pdf
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1、第 3 节 圆周运动第 3 节 圆周运动 1. 如图所示,一木块放在圆盘上,圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动,木 块和圆盘保持相对静止,那么( B ) A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向沿半径背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向沿半径指向圆盘中心 C.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块运动的方向相反 D.因为木块与圆盘一起做匀速转动,所以它们之间没有摩擦力 解析:木块做匀速圆周运动,其合外力提供向心力,合外力的方向一定指向圆盘中心.因为木 块受到的重力和圆盘的支持力均沿竖直方向,所以水平方向上木块一定还受到圆盘对它的摩 擦力,方向沿半径指向圆盘中心,选项 B 正确.
2、 2. 在室内自行车比赛中,运动员以速度 v 在倾角为的赛道上做匀速圆周运动.已知运动员 的质量为 m,做圆周运动的半径为 R,重力加速度为 g,则下列说法正确的是( B ) A.将运动员和自行车看做一个整体,整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 B.运动员受到的合力大小为 m,做圆周运动的向心力大小也是 m C.运动员做圆周运动的角速度为 vR D.如果运动员减速,运动员将做离心运动 解析:向心力是整体所受力的合力,选项 A 错误;做匀速圆周运动的物体,合力提供向心力,选 项 B 正确;运动员做圆周运动的角速度为= ,选项 C 错误;只有运动员加速到所受合力不足 以提供做圆周运动的向心力
3、时,运动员才做离心运动,选项 D 错误. 3. 如图所示,小物体 P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,下列关于小物体所受摩擦力 Ff的叙 述正确的是( D ) A.Ff的方向总是指向圆心 B.圆盘匀速转动时 Ff=0 C.在物体与轴 O 的距离一定的条件下,Ff跟圆盘转动的角速度成正比 D.在转速一定的条件下,Ff跟物体到轴 O 的距离成正比 解析:物体随圆盘转动过程中,如果圆盘匀速转动,则摩擦力指向圆心,如果变速转动,则摩擦 力的一个分力充当向心力,另一个分力产生切向加速度,摩擦力不指向圆心,A,B错误;根据公 式 Fn=Ff=m2r 可得在物体与轴 O 的距离一定的条件下,Ff跟圆盘转动的角速
4、度的平方成正 比,C 错误;因为=2n,所以 Ff=m(2n)2r,则 Ff跟物体到轴 O 的距离成正比,D 正确. 4. 质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动,A为传送带的终端皮带轮.如图所示,皮带轮 半径为 r,要使物体通过终端时能水平抛出,皮带轮的转速至少为( A ) A. B. C. D. 解析:要使物体通过终端时能水平抛出,则有 mg=,物体飞出时速度至少为,由 v= r=2nr 可得皮带轮的转速至少为 n=,选项 A 正确. 5. (2019北京西城区模拟)(多选)如图所示,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
5、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( BC ) A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B.小球只受重力和绳的拉力作用 C.越大,小球运动的速率越大 D.越大,小球运动的周期越大 解析:在运动过程中小球只受重力和绳子的拉力作用,合力提供向心力,A错误,B正确;由合力 提供向心力有 mgtan =m,可知越大,小球运动的速率越大,C 正确;根据 mgtan =m Lsin ,可知越大,小球运动的周期越小,D 错误. 6. (2019山东聊城模拟)一轻杆一端固定质量为 m 的小球,以另一端 O 为圆心,使小球在竖 直面内做半径为 R 的圆周运动,如图所示,
6、则下列说法正确的是( A ) A.小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零 B.小球过最高点的最小速度是 C.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而减小 解析:因轻杆既可以提供拉力又可以提供支持力,所以在最高点杆所受弹力可以为零,A 对;在 最高点弹力也可以与重力等大反向,小球最小速度为零,B错;随着速度增大,杆对球的作用力 可以增大也可以减小,C,D 错. 7.(多选) 如图所示,质量为m的物体,沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳 竖直固定放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为 v,若物体与球壳之间的动摩擦因数为,
7、 则物体在最低点时,下列说法正确的是( CD ) A.受到的向心力为 mg+m B.受到的摩擦力为m C.受到的摩擦力为(mg+m) D.受到的合力方向斜向左上方 解析:物体在最低点做圆周运动,则有 FN-mg=m,解得 FN=mg+m,故物体受到的滑动摩擦力 Ff=FN=(mg+m),A,B 错误,C 正确;物体受到竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和竖直 向上的支持力(支持力大于重力),故物体所受的合力斜向左上方,D 正确. 8. 如图所示,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
8、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 ) A.mg B.2mg C.3mg D.4mg 解析: 当小球到达最高点速率为v时,两段线中张力均为零,则有mg=m;当小球到达最高点 速率为 2v 时,设每段线中张力大小为 T,应有 2Tcos 30+mg=m,解得 T=mg. 9. (2019湖北四地七校联考)如图所示,一竖直放置、 内壁粗糙的圆锥筒绕其中心轴线旋转, 角速度为0(00),内壁上有一小物块始终与圆锥保持相对静止,则下列说法正确的是( D ) A.物块不可能受两个力作用 B.物块受到的支持力一定大于重力 C.
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