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2016年高考物理第一轮复习必做练习题:圆周运动

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2015-09-28

1.选A P、Q两点都是绕地轴做匀速圆周运动,角速度相等,即ωP=ωQ,选项A对。根据圆周运动线速度v=ωR,P、Q两点到地轴的距离不等,即P、Q两点圆周运动线速度大小不等,选项B错。Q点到地轴的距离远,圆周运动半径大,线速度大,选项C错。P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用,二者的合力是圆周运动的向心力,我们把与支持力等大反向的平衡力即万有引力的一个分力称为重力,选项D错。

2.选C ,a1=ω12r,ma1=μmg;μg=ω12r。P轮边缘也恰能静止,μg=ω2R=2ω2r。ωR=ω2r=,A、B;ma=μmg,=,C正确,D。

3.选C A、C角速度相等,由a=ω2R可知aAaC=18。A、B线速度相等,由a=可知,aAaB=41,所以aAaB∶aC=41∶32,选项C正确。

4.选C 本题联系实际考查圆周运动、向心力知识。轨道不受侧向挤压时,轨道对列车的作用力就只有弹力,重力和弹力的合力提供向心力,根据向心力公式mgtan θ=m,得v=,C正确。

5.选AC 绳子拉力提供圆周运动向心力,绳子长度即圆周运动半径。转速相同即周期和角速度相同,绳子拉力提供向心力即F=mlω2,绳子越长向心力越大即绳子拉力越大,越容易断,选项A对B错。线速度大小相等时,则有向心力即绳子拉力F=,绳子越长拉力越小,越不容易断,C对D错。

6.选AC 对任一小球研究。设细线与竖直方向的夹角为θ,竖直方向受力平衡,则

Tcos θ=mg,

解得T=。

所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比==,故A正确。

小球所受合力的大小为mgtan θ,根据牛顿第二定律得mgtan θ=mLsin θ·ω2,

得ω2=。两小球Lcos θ相等,所以角速度相等,故B错误。

小球所受合力提供向心力,则向心力为F=mgtan θ,

小球m1和m2的向心力大小之比为:

==3,故C正确。

两小球角速度相等,质量相等,由合外力提供向心力,有F=mgtan θ=mωv,则小球m1和m2的线速度大小之比为==3,故D错误。

7.选A v,mg=m;2v,F,2Fcos 30°+mg=m;F=mg,A正确。

8.选BC 在光滑圆形管道的最高点,小球的速度可以等于零,A错误,B正确;在ab线以下时,外侧管壁对小球的弹力要提供向心力,而在ab线以上,当速度较小时,小球要挤压内侧管壁,故C正确,D错误。

9.选B 因为轨道光滑,所以小滑块与轨道之间没有摩擦力。小滑块在A点时,与轨道的作用力在竖直方向上,水平方向对轨道无作用力,所以轨道相对于地面没有相对运动趋势,即摩擦力为零;当小滑块的速度v=时,对轨道的压力为零,轨道对地面的压力N=Mg,当小滑块的速度v>时,对轨道的压力向上,轨道对地面的压力N(M+m)g,故选项C错误;小滑块在D点时,对轨道的作用力沿水平方向向右,所以轨道对地有向右运动的趋势,地面给轨道向左的摩擦力;竖直上方向对轨道无作用力,所以轨道对地面的压力N=Mg,故选项D错误。

10.选C 物体随圆盘做圆周运动,运动到最低点时最容易滑动,因此物体在最低点且刚好要滑动时的转动角速度为最大值,这时,根据牛顿第二定律可知,μmgcos 30°-mgsin 30°=mrω2,求得ω=1.0 rad/s,C项正确,A、B、D项错误。

11.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=μg=2.5 m/s2

x1==0.8 m

t1==0.8 s

之后,物品和传送带一起以速度v做匀速运动,则t2==4.6 s

所以t=t1+t2=5.4 s。

(2)物品在转盘上所受的静摩擦力提供向心力F=m解得:F=2 N。

答案:(1)5.4 s (2)2 N

12.解析:(1)物块平抛:h=gt2;

t= =0.5 s

物块离开滑道时的速度:v==2 m/s

拉动物块的加速度,由牛顿第二定律:

F-μmg=ma1;得:a1=8 m/s2

撤去外力后,由牛顿第二定律:

-μmg=ma2;

得:a2=-2 m/s2

物块加速获得速度:v1=a1t1=4 m/s

则所需滑道的长度

L=x1+x2=a1t12+=4 m

(2)盘转过一圈时落入,拉力时间最短;

盘转过一圈时间:T==1 s;

物块在滑道上先加速后减速,最终获得:v=a1t1+a2t2

物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系:t1+t2+t=T

由上两式得:t1=0.3 s。

答案:(1)4 m (2)0.3 s

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