2023人教版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版解题技巧总结.pdf

1 20232023 人教版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版解题技巧总结人教版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版解题技巧总结 单选题 1、某同学参加编程机器人大赛，参赛机器小车（视为质点，如图所示）的质量为 2kg，设定该参赛机器小车的速度大小始终为 1m/s。现小车要通过一个半径为 0.2m 的圆弧凸桥，重力加速度大小 g 取 10m/s2，下列说法正确的是（）A小车通过圆弧凸桥的过程中加速度不变 B小车通过圆弧凸桥的过程中所受合力始终为零 C小车通过圆弧凸桥的最高点时，桥受到的压力大小为 10 N D小车通过圆弧凸桥的最高点时，桥受到的压力大小为 30 N 答案：C AB小车通过圆弧凸桥的加速度为 =2 因为小车速度不变，轨道半径不变，所以小车的加速度大小不变，但方向指向圆心，且始终在发生变化，所以小车所受合力不为零，故 AB 错误；CD小车通过圆弧凸桥最高点时，根据牛顿第二定律有 2 mg-FN=m2 解得 FN=10 N 由牛顿第三定律可知，桥受到的压力大小为 10 N，故 C 正确，D 错误。故选 C。2、如图所示为一种叫作“魔盘”的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，而不会滑下。若魔盘半径为r，人与魔盘竖直壁间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则人“贴”在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动过程中，下列说法正确的是（）A人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用 B若转速变大，则人与竖直壁之间的摩擦力变大 C若转速变大，则人与竖直壁之间的弹力不变 D“魔盘”的转速一定不小于12 答案：D A人随“魔盘”转动过程中受到重力、弹力、摩擦力，向心力由弹力提供，A 错误；B人在竖直方向上受到重力和摩擦力，二力平衡，则转速变大时，人与竖直壁之间的摩擦力不变，B 错误；C如果转速变大，由 F=mr2 知，人与竖直壁之间的弹力变大，C 错误；3 D人“贴”在“魔盘”上时，有 mgFfmax FN=mr(2n)2 又 Ffmax=FN 解得转速为 n12 故“魔盘”的转速一定不小于12 D 正确。故选 D。3、一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M和m（Mm），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的 倍，两物体用一根长为L（La乙 C地面对车的径向摩擦力f甲f 乙 D若两车转弯速度过大，则乙车更容易发生侧滑 答案：ACD A由于题中已知二者线速度大小相等，即 v甲=v乙 由于 R甲R乙 根据 v=R 20 可知二者角速度大小关系为 甲乙 故 A 错误；B向心加速度 =2 可知二者向心加速度大小关系为 甲乙 故 B 正确；C地面对车的径向摩擦力提供向心力 f=ma 由于甲、乙两辆车的质量相等，二者地面对车的径向摩擦力 甲乙 故 C 错误；D由向心力 向=2 由于R甲R乙，所以当两车的速度大小相等时，甲需要的向心力大，当摩擦力不足以提供向心力时，就会发生侧滑，所以若两车转弯速度过大，则甲车更容易发生侧滑，故 D 错误。此题选择不正确的，故选 ACD。24、一个内壁光滑的漏斗轴线垂直并固定于水平面，有质量相等的小球 A 和 B 沿着内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（）21 A球 A 的角速度等于球 B 的角速度 B球 A 的向心力等于球 B 的向心力 C球 A 的运动周期等于球 B 的运动周期 D球 A 和球 B 对筒壁的压力相等 答案：BD ABC小球受力分析如图 将FN沿着水平和竖直方向分解，有 Ncos=Nsin=可得 =tan 则两球向心加速度相等，则两球的向心力相等，再根据 =2=422 可得 22 =tan =2tan 因球 A 到中垂线的距离大于球 B 到中垂线的距离，则球 A 的角速度大，运动周期大，A 错误，B 正确，C 错误；D筒壁对两球支持力均为 N=sin 根据牛顿第三定律可知，球 A 和球 B 对筒壁的压力相等，D 正确。故选 BD。25、如图所示，长为=0.4m的轻质细杆一端固定在点，另一端与质量为=0.3kg的小球（可视为质点）相连，在竖直平面内绕点做匀速圆周运动。测得小球的向心加速度大小等于重力加速度大小，重力加速度大小g取10m/s2，下列说法正确的是（）A小球的线速度大小为2m/s B小球运动到最高点时杆对小球的作用力竖直向上 C当轻杆转到水平位置时，轻杆对小球作用力方向斜向上与半径成45角 D在匀速转动过程中，轻杆对小球作用力的最大值为32N 答案：AC 23 A小球的线速度大小为 =2m/s A 正确；B小球运动到最高点时，由向心力公式可得 +=由于a=g，可知N=0，即杆对小球没有作用力，B 错误；C当轻杆转到水平位置时，杆对小球的作用力F与小球重力mg的合力指向圆心，如图所示 由于向心力与重力大小相等，可得 tan=1 解得 =45 即轻杆对小球作用力方向斜向上与半径成45角，C 正确；D在匀速转动过程中，小球运动到最低点时，轻杆对小球作用力达到最大值，由牛顿第二定律可得 =解得=2=6N 24 D 错误。故选 AC。填空题 26、如图所示是向心力演示仪的示意图，匀速转动手柄 1，可使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力使弹簧测力套筒 7 下降，标尺 8 露出的红白相间的标记，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度不同。某次实验皮带套的左右两个塔轮的半径分别为:=2:1，则A、B两球的角速度之比为_，左右标尺露出的等分格的格数之比为_。答案：1:2 1:4 1因为同皮带传动，边缘线速度相等，根据=，左右两个塔轮的半径分别为:=2:1，则A、B两球的角速度之比为 :=1:2 2 两球的质量和运动半径相同，角速度之比为 1:2，则可以观察到左右标尺露出的等分格的格数之比为 1:4。27、如图是自行车传动结构的示意图，其中 I 是大齿轮，半径为r1，是小齿轮，半径为r2，是自行车后轮，半径为r3。已知蹬脚踏板时大齿轮转动角速度为，则自行车前进的速度大小（即后轮边缘的线速度）为_。25 答案：132 1 大齿轮上任一点的线速度 1=1 大齿轮与小齿轮同链条转动，线速度大小相等，即小齿轮上任一点的线速度 2=1=1 小齿轮与后轮同轴转动，角速度相等，有 22=33 联立得 3=132 28、变速圆周运动的受力特点（1）指向圆心的分力Fn提供_，改变物体速度的_；（2）沿切向方向的分力Ft改变速度的_，与速度方向相同时物体速度_，与速度方向相反时，物体速度_。答案：向心力 方向 大小 增大 减小（1）12指向圆心的分力Fn提供向心力，改变物体速度的方向，不改变速度的大小。（2）345沿切向方向的分力Ft改变速度的大小，与速度方向相同时物体速度增大，与速度方向相反时，物体速度减小。29、如图所示，两根长度不同的细线下分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，两个小球在同一水平面内26 做匀速圆周运动，则两球角速度_大（选填“A”、“B”或“一样”），两球线速度_大（选填“A”、“B”或“一样”）。答案：一样 B 1设绳与竖直方向的夹角为，悬点到小球的竖直距离为h，根据牛顿第二定律得 tan=2tan 解得 =两个小球的角速度一样大；2根据 =角速度相同，圆周运动半径大的线速度大，B 球的线速度大。30、如图所示，在男女双人花样滑冰运动中，男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动。若运动员的转速为 30r/min，女运动员触地冰鞋的线速度大小为 4.8m/s，则女运动员做圆周运动的角速度为_，向心加速度大小为_。（取 3.14，结果均保留三位有效数字）27 答案：3.14 15.1 1女运动员做圆周运动的角速度为 =30 260rad/s=3.14rad/s 2向心加速度大小为 =3.14 4.8m/s=15.1m/s