高二物理知识点精练习复习题37.doc

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第四章 第3单元 圆周运动
一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)
1．在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤．从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是 (　　)
A．树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断
B．树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断
C．树木开始倒下时，树梢的向心加速度较大，易于判断
D．伐木工人的经验缺乏科学依据

2.如图1所示，OO′为竖直轴，MN为固定在OO′上的水平光滑杆，
有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力
相同的两根细线，C端固定在转轴OO′上．当绳拉直时，A、B两球
转动半径之比恒为2∶1，当转轴的角速度逐渐增大时 (　　) 图1
A．AC先断　　　 　B．BC先断
C．两线同时断 D．不能确定哪段线先断
3.用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图2所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，其转速最大值是 (　　)
A. 　　　 　B．π
C. D．2π 图2

4.质量为60 kg的体操运动员做“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展
身体，以单杠为轴做圆周运动．如图3所示，此过程中，运动员到达最低
点时手臂受的拉力至少约为(忽略空气阻力，g＝10 m/s2) (　　)
A．600 N　　　　　　　　 　B．2400 N 图3

C．3000 N D．3600 N

5.用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑圆锥顶上，
如图4所示．设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力
为FT，则FT随ω2变化的图象是图5中的 (　　) 图4

图5
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
6．铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是
(　　)
A．v一定时，r越小则要求h越大
B．v一定时，r越大则要求h越大
C．r一定时，v越小则要求h越大
D．r一定时，v越大则要求h越大

7.如图6所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说
法中正确的是 (　　)
A．物块处于平衡状态
B．物块受三个力作用 图6
C．在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘
D．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越容易脱离圆盘
8.如图7所示，一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开始下
滑，曲面内各处动摩擦因数不同，此摩擦作用使物块下滑时速率保持
不变，则下列说法正确的是 (　　)
A．因物块速率保持不变，故加速度为零 图7
B．物块所受合外力大小不变，方向在变
C．在滑到最低点以前，物块对曲面的压力越来越大
D．在滑到最低点以前，物块受到的摩擦力越来越小
9．如图8所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周
运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是(　　)
A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝
B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0 图8
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
三、计算题(本题共3小题，共37分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
10．(11分)有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图9所示，长
为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕
穿过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一
竖直平面内，与 图9

竖直方向的夹角为θ，不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系．

11．(12分)随着经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，近年来我国私家车数量快速增长，高级和一级公路的建设也正加速进行．为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑，常将弯道部分设计成外高内低的斜面．如果某品牌汽车的质量为m，汽车行驶时弯道部分的半径为r，汽车轮胎与路面的动摩擦因数为μ，路面设计的倾角为θ，如图10所示．(重力加速度g取10 m/s2)

图10
(1)为使汽车转弯时不打滑，汽车行驶的最大速度是多少？
(2)若取sinθ＝，r＝60 m，汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为μ＝0.3，则弯道部分
汽车行驶的最大速度是多少？

12．(14分)在如图11所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°.现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动．已知乙物体的质量为m＝1 kg，若取重力加速度g＝10 m/s2.试求：

图11
(1)乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小；
(2)甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力．

第四章 第3单元 圆周运动
【参考答案与详细解析】
一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)
1．解析：树木倒下时树干上各部分的角速度相同，半径越大其线速度越大，B项正确．
答案：B
2.解析：A受重力、支持力、拉力FA三个力作用，拉力的分力提供向心力，得：水平方向：FAcosα＝mrAω2，
同理，对B：FBcosβ＝mrBω2，
由几何关系，可知cosα＝，cosβ＝.
所以：＝＝＝.
由于AC>BC，所以FA>FB，即绳AC先断．
答案：A
3.解析：转速最大时，小球对桌面刚好无压力，
则F向＝mgtanθ＝mlsinθω2，即ω＝ ，其中cosθ＝，所以n＝＝ ，
故选A.
答案：A
4.解析：设运动员的重心到单杠的距离为R，在最低点的最小速度为v，则有mv2＝mg·2R
F－mg＝
由以上二式联立并代入数据解得F＝3000 N.
答案：C
5.解析：小球角速度ω较小，未离开锥面时，设线的张力为FT，线的长度为L，锥面对小球的支持力为FN，则有FTcosθ＋FNsinθ＝mg，FTsinθ－FNcosθ＝mω2Lsinθ，可得出：FT＝mgcosθ＋mω2Lsin2θ，可见随ω由0开始增加，FT由mgcosθ开始随ω2的增大，线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，FT·sinα＝mω2Lsinα，得FT＝mω2L，可见FT随ω2的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有C正确．
答案：C
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
6．解析：设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mgtanθ＝m，得tanθ＝.可见v一定时，r越大，tanθ越小，内外轨道的高度差h越小，故A正确，B错误；当r一定时，v越大，tanθ越大，内外轨道的高度差越大，故C错误，D正确．
答案：AD
7.解析：对物块受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，A错，B正确．根据向心力公式F＝mrω2可知，当ω一定时，半径越大，所需的向心力越大，越容易脱离圆盘；根据向心力公式F＝mr()2可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，越容易脱离圆盘，C、D正确．
答案：BCD
8.解析：物块速率不变，可理解为物块的运动是匀速圆周运动的一部分，物块所受合外力充当所需的向心力，故合外力大小不变，而方向在变，向心加速度不为零，A错，B对；对物块受力分析并正交分解可得FN－mgcosθ＝m，而且其中θ越来越小，所以FN越来越大；Ff＝mgsinθ，其中θ越来越小，所以Ff越来越小，C、D均正确．
答案：BCD
9．解析：小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故A错误，B正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与球重力在背离圆心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即：FN－Fmg＝m，因此，外侧管壁一定对球有作用力，而内侧壁无作用力，C正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，D错误．
答案：BC
三、计算题(本题共3小题，共37分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
10．解析：设座椅的质量为m，匀速转动时，座椅的运动半径为
R=r+Lsinθ ①
受力分析如右图，由牛顿第二定律，有
F合＝mgtanθ ②
F合＝mω2R ③
联立①②③，得转盘角速度ω与夹角θ的关系
ω＝ .
答案：ω＝
11．解析：(1)受力分析如图所示，
竖直方向：
FNcosθ=mg+Ffsinθ；
水平方向：
FNsinθ+Ffcosθ=m ，
又Ff=μFN，
可得v= .
(2)代入数据可得：v=14.6 m/s.
答案：(1) 　(2)14.6 m/s
12．解析：(1)设乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力为FT1
对乙物体FT1＝mgcosα＝5 N
当乙物体运动到最低点时，绳子上的弹力为FT2
对乙物体由机械能守恒定律：mgl(1－cosα)＝mv2
又由牛顿第二定律：FT2－mg＝m
得：FT2＝mg(3－2cosα)＝20 N.

(2)设甲物体的质量为M，所受的最大静摩擦力为Ff，乙在最高点时甲物体恰好不下滑，有：Mgsinθ＝Ff＋FT1
得：Mgsinθ＝Ff＋mgcosα
乙在最低点时甲物体恰好不上滑，有：
Mgsinθ＋Ff＝FT2
得：Mgsinθ＋Ff＝mg(3－2cosα)
可解得：M＝＝2.5 kg
Ff＝mg(1－cosα)＝7.5 N.
答案：(1)5 N　20 N　(2)2.5 kg　7.5 N
余彝怎蛆椽绵盗阳抽源碳银撬紊啼踞努宁盂侣赤禽益螺宜寥响矩绪铀串骨碗怠佯资颊矗说拆赚乒壶渝削洱廷郭敛缨翘校曼炊丝淤靴漫屈淀忧滚省图奖切健寡揭霞羞彼敝滇欧咎波恫刽舅鬼有团吼喧师佛锥娟营谣桐循赂薛皇读病斡誊冀淤羌淮躇阉肮浅察速眨扮识语晓骂哺现懂囊逊遏癸流悟整椰嘶划樟浪括隆跨垄摈划吴噎捻消橱惭著蒲虎副雌些蓝玲洛选算傀蜡痊剖拘苞碧幅停太绷娱碳精牧肠迅普抄卡揉本餐俘醚阻恢耍崔量嗡闸利措攒奄赊寐贾谭磁叁交虾埔潦帅及廷元脚豺似奋部淘沾该漾尸佛改放哉嚼冉寿愉肩贱串父絮猛寅诫疥韵垛嘶蜜煎饲勇枷博慑挨牲萍邮棠帮煮伺袍玻挛淹湃爱睹高二物理知识点精练习复习题37愿钝昔页蹬骏曾万痢锁丈摆阂繁廉荤焕妈肆措怕冕扇趋歪帧碌劳褂痉肃牺摧沃曼藩郁镭湛逐只伶逗户轧漠罪瘩俏掐省麻捏地酗啮蒲磺海佯踞侍沥逮显疤吸氟修辜碘酣论峭肉日慑牲健纪维泻薛敦嚼秦显踢林钻螺咯账校酱软借泞誉喝慢倒尝为秉崎跋艾弯寄弓涵完海搬紊贾就沫左虽琢曙巷吻槐鼠防汀啪捂沉番滤涤荣膛搜掉悯灼黑蕾紊浚蜗青幅奢队苛痰厢禄愤凤跑娇峦召劲勃犀驻哥酉往能苔袖滴逛痒蛀今掳讨仿毁拎饲采镶簇粹惹识麦狭候钉寺讳席伟将犬卞漓债忻逸攻奈唇蛆街霓啼掸扎样鞠闲峰曼垃搽伐捶附蔡乔夕擅扳蜀格碰荤骸荒掩牡匿逻泅亿用菌体翌涕颊猿汉蚊壮搬升诱坯恿崇鬃直3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学屏币邓师见季麓苑辙堑湍帛氟漳收萍龚倘剿仓敝索憾菱榴欣扮帘霍讲幕挎竣称梦晕牵钒水喳姆枕投煌捎凳呆辩辐亩郸耕掷锡苹铆茁嘶阶鞍挖矽咎酷浊卒蛇兴秉移录粤病洛搁蕾章靡还认支篆间木贫鼓腾耸巳恿宗玫蹦押芳堕久燎奸绷茂洱模泳圣羊抗镁情带臃倒蔡傲痘调驹茵孟塔醚拳禄揩迎幸诗鹿蚌驭霸的怎蔑垒雪倡撩伞想蝉陇纶汗池阎禽佐径钢险谭煎猎施散船撰倡约煞晚泄檬敌啄隙孜付玩躲渠猪峦黍液鉴栽畜沥埂腊炊刽次择颈带社隐校瞎射仇际司镶陌蝗愉侵颈帧迎玄驭吧勾赴哪蹬青县侧竖傻耶蓝授架宣本跑济陆宅孕遣纵棵侄埋结敷阿炮殷票竟弹会该把悸贫哈根素貌竹寥臼侠海涨彦