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日志

 
 

2014年07月25日  

2014-07-25 16:14:17|  分类: 高三物理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案  

2014-07-21 16:38:56|  分类: 2015届高考复习资|举报|字号 订阅

1、如图为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动,转速为n1,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是(  )

2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

A.从动轮做顺时针转动  B.从动轮做逆时针转动

C.从动轮的转速为2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客n1 D.从动轮的转速为2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客n1

答案:BC
解析:皮带连接着两轮,从主动轮开始顺时针转动沿着皮带到从动轮,可知从动轮是逆时针转动,则选项A错误,B正确.两轮转速之比满足2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客(线速度相等)n2=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客n1,选项C正确,选项D错误.

点评 同一圆盘上共轴转动的各点角速度相同,由皮带、齿轮、链条传动的边缘线速度相同.


2、如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅AB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(  )

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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

答案:D
解析:A、B两个座椅都绕中心轴做匀速圆周运动,角速度相等,由于B的半径大,由v=rω可知,B的线速度大,选项A错误;由a=ω2r可知,B的向心加速度大,选项B错误;由F=mω2r可知,B受到的向心力大,而向心力是由缆绳拉力F′的水平分力提供的,即F′sin θ=mω2r,而竖直方向F′cos θ=mg,联立得tan θ=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,因此悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角不等,选项C错误;悬挂B的缆绳与竖直方向的夹角θ大,由F′=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客可知,对应的拉力就大,选项D正确.

3、如图两段长均为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AB两点,AB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(  )

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A.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客mg  B.2mg   C.3mg   D.4mg

答案:A
解析:当小球到达最高点时速率为v,两段线中拉力恰好均为零,mg=m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客;当小球到达最高点时速率为2v,设每段线中拉力大小为F,如图所示,应有2Fcos 30°+mg=m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,解得F=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客mg,选项A正确.

2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客


4、如图所示,洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中正确的是(  )

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A.脱水过程中,衣物是紧贴桶壁的

B.水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故

C.加快脱水桶转动角速度,脱水效果会更好

D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好

答案:ACD
解析:脱水过程中,衣服和水需要向心力,衣服的向心力由桶壁的支持力提供,衣服对水的吸附力不足以提供水所需的向心力,故衣服紧贴桶壁,水被甩出去,半径越大,所需向心力越大,选项A、C、D正确,B错误.

5、一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替,如图()所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆.在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出,如图()所示,则在其轨迹最高点P处的曲率半径是(  )

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A.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客  B.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客  C.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客  D.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

答案:C
解析:以初速度v0斜抛的物体上升到最高点处即竖直分速度减到零,P点速度vP=v0·cos α.由圆周运动知识知在P点处重力提供向心力,mg=m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,所以ρ=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客/g=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,故选项C正确.

点评 题目给出了曲线上某点的曲率圆和曲率半径的定义,学生要利用题目信息,同时在斜抛最高点的特点是竖直分速度减为零,并利用了圆周运动的向心力公式,本题考查考生提取信息的能力和综合运用知识的能力.


6、如图所示,水平放置的两个用相同材料制成的轮PQ靠摩擦传动,两轮的半径Rr =21.当主动轮Q匀速转动时,Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上,此时Q轮转动的角速度为ω1,木块的向心加速度为a1;若改变转速,把小木块放在P轮边缘也恰能静止,此时Q轮转动的角速度为ω2,木块的向心加速度为a2,(  )

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A.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客  B.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客  C.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客 D.2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

答案:AC
解析:根据题述,a1=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客 r,ma1=μmg;联立解得μg =2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客 r.小木块放在P轮边缘也恰能静止,μg =ω2R=2ω2r.ωR=ω2 r,联立解得2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,选项A正确,B错误;a2=μg =ω2R,a1=a2,选项C正确,D错误.

7、如图所示,长为L的轻杆,一端固定一个质量为m的小球,另一端固定在水平转轴O,杆随转轴O在竖直平面内匀速转动,角速度为ω,某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直,则此时杆与水平面的夹角θ是(  )

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A.sin θ=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客  B.tan θ=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

C.sin θ=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客  D.tan θ=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

答案:A
解析:对小球受力分析,杆对球的作用力和小球重力的合力一定沿杆指向O,合力大小为mω2L,画出小球受力的矢量图,如图所示.由图中几何关系可得sin θ=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,选项A正确.

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8、如图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小.某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B,下列表述正确的有(  )

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A.N小于滑块重力

B.N大于滑块重力

C.N越大表明h越大

D.N越大表明h越小

答案:BC
解析:滑块从h高处滑到B点的过程中,

由机械能守恒得:mgh=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客mv2

滑块在B点时,设支持力为N′,圆弧的半径为R,

由牛顿第二定律得N′-mg=m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

由以上各式得N′=mg(1+2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客),

根据牛顿第三定律知N=mg(1+2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客)

则N大于mg,h越大,N越大,选项B、C正确,选项A、D错误.


9、如图所示,半径R=0.40 m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10 kg的小球,以初速度v0=7.0 m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0 m/s2的匀减速直线运动,运动4.0 m,冲上竖直半圆环,最后小球落在C.AC间的距离(取重力加速度g=10 m/s2).

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解析:小球在匀减速运动过程中,由运动学公式有

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解得vA=5.0 m/s

假设小球能到达圆环的最高点B,由机械能守恒定律有2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2mgR+2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

解得vB=3 m/s

若小球恰好能到达圆环最高点B,则应满足:mg=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

解得vB1=2 m/s

因为vB>vB1,所以小球能通过最高点B,前面的假设成立.

小球从B点离开时做平抛运动,有

竖直方向2R=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客gt2

水平方向xAC=vBt

解得xAC=1.2 m.

答案:1.2 m


10、如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O,下端系一质量m=1.0 kg的小球.现将小球拉到A(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.地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,AB两点的高度差h=0.5 m,重力加速度g10 m/s2,不计空气影响,:

2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

(1)地面上DC两点间的距离s;

(2)轻绳所受的最大拉力大小.

解析:(1)小球从A到B过程机械能守恒,满足

mgh=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

小球从B到C做平抛运动,

则H=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客gt2

s=vBt③

由①②③式解得s≈1.41 m.④

(2)小球下摆到达B点时,绳的拉力和重力的合力提供向心力,满足F-mg=m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

由①⑤式解得F=20 N,

由牛顿第三定律可知

轻绳所受的最大拉力为20 N.

答案:(1)1.41 m (2)20 N


11、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ω匀速旋转,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θ为60°.重力加速度大小为g.

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(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0;

(2)若ω=(1±k)ω0,且0<k?1,求小物块受到的摩擦力的大小和方向.

解析:(1)当ω=ω0时,小物块只受重力和支持力作用,如图(甲)所示,其合力提供向心力,

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F=mgtan θ①

F=m2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客r②

而r=Rsin θ,F=F③

由①②③得ω0=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客.④

(2)当ω=(1+k)ω0,且0<k?1时,所需要的向心力大于ω=ω0时的向心力,故摩擦力方向沿罐壁的切线方向向下.建立如图(乙)所示坐标系.

 2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

在水平方向上:Nsin θ+fcos θ=mω2r⑤

在竖直方向上:Ncos θ-fsin θ-mg=0⑥

由几何关系知r=Rsin θ⑦

联立⑤⑥⑦式,解得f=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客mg⑧

当ω=(1-k)ω0时,摩擦力的方向沿罐壁的切线方向向上.建立如图(丙)所示的坐标系.

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在水平方向上:

Nsin θ-fcos θ=mω2r⑨

在竖直方向上:Ncos θ+fsin θ-mg=02015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

由几何关系知r=Rsin θ2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

联立⑨2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客式,解得f=2015一轮复习第四章 曲线运动 万有引力定律第3课时圆周运动的基本规律及应用课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客mg.

答案:见解析

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