新课标2021年高一物理暑假作业5《圆周运动》.docx

【KS5U原创】新课标2021年高一物理暑假作业5《圆周运动》。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题（本题共6道小题）
1.如图所示,汽车车厢顶部悬挂一轻质弹簧,弹簧拴一个质量为m的小球。当汽车在水平面上匀速行驶时弹簧长度为L1,当汽车以同一速度通过一个桥面为弧形的凸形桥的最高点时弹簧长度为L2,下列说法中正确的是(　 　)
A.L1=L2      B.L1>L2 C.L1<L2   D.前三种状况均有可能

2.如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点．已知∠COD=60°，且不计空气阻力，则（　　）

　 A． 两小球同时落到D点
　 B． 两小球在此过程中动能的增加量相等
　 C． 在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的瞬时功率之比为2：1
　 D． 两小球初速度之比v1：v2=：3
3.一个小球在细绳的拉力作用下，绕某固定点在竖直平面内作圆周运动，空气阻力不计．小球在运动过程中不发生转变的物理量是（　　）
　 A． 速度 B． 角速度 C． 加速度 D． 机械能
4.铁路在弯道处的内外轨道凹凸是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为，若质量为m的火车转弯时速度小于，则

A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压      B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C.这时铁轨对火车的支持力大于      D.这时铁轨对火车的支持力小于
5.如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3．若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为（　　）

　 A． B． C． D．
6.以下说法中正确的是（　　）
A． 在光滑的水平冰面上，汽车可以转弯
B． 火车转弯速率大于规定的数值时，内轨将会受压力作用
C． 火车转弯速率大于规定的数值时，外轨将会受压力作用
D． 汽车转弯时需要的向心力由司机转动方向盘所供应的力

二、试验题（本题共2道小题）
7.小明同学在学习了圆周运动的学问后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏 脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内脚踏板转动的圈数为N；

(1）那么脚踏板转动的角速度=             ；
(2）要推算自行车的骑行速度，从以下选项中选出还需要测量的物理量是(填写前面的序号)          ；
①.链条长度L1        
②.曲柄长度L2      
③.大齿轮的半径r1
④.小齿轮的半径r2      
⑤.自行车后轮的半径R
（3）自行车骑行速度的计算式v=              .（用所给物理量及所测物理量字母表示）
8.一个有确定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.试验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片.
试验步骤:
①如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上.
②启动把握装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开头打点.
③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量..某次试验测得圆盘半径r=5.50×10-2 m，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为_________rad/s（保留两位有效数字）

三、计算题（本题共3道小题）
9.如图所示，水平面的动摩擦因数μ=0.4，一轻质弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于O点．水平面右侧有一竖直光滑圆形轨道在C点与水平面平滑连接，圆心O′，半径R=0.4m．另一轻质弹簧一端固定在O′点的轴上，一端拴着一个小球，弹簧的原长为l0=0.5m，劲度系数k=10N/m．用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到B点（物体与弹簧不拴接），释放后物块恰运动到C点停止，BC间距离L=2m．换同种材料、质量m2=0.2kg的物块重复上述过程．（物块、小球均视为质点，g=10m/s2）求：
（1）物块m2到C点时的速度大小vc；
（2）若小球的质量也为m2，若物块与小球碰撞后交换速度，论证小球是否能通过最高点D．若能通过，求出轨道最高点对小球的弹力FN；若不能通过，求出小球离开轨道时的位置和O′连线与竖直方向的夹角θ．

10.如图所示，图中的装置可测量子弹的速度，其中薄壁圆筒半径为R，圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点（图中OO′为圆筒轴线）。圆筒以速度v竖直向下匀速运动。若某时刻子弹沿图示平面正好水平射入a点，且恰能经b点穿出。
（1）若圆筒匀速下落时不转动，求子弹射入a点时速度的大小；
（2）若圆筒匀速下落的同时绕OO匀速转动，求圆筒转动的角速度条件。

11.如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴匀速转动，规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h=5m处有一个可间断滴水的容器，从t=0时刻开头，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则：(取g=10m／s2)
(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同始终线上，圆盘的角速度应为多大?
(3)当圆盘的角速度为1.5时，其次滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2m，求容器的容器加速度。

试卷答案
1.B
2.解：A、平抛运动的时间由高度打算，高度越高，时间越长，可知两球平抛运动的时间不等，不能同时落到D点，故A错误．
B、依据动能定理知，重力做功不同，则动能的增加量不同，故B错误．
C、依据，以及P=mgvy知，重力做功的瞬时功率P=mgvy=，依据几何关系知，下降的高度之比2：1，则重力做功的瞬时功率之比．故C错误．
D、由于平抛运动的高度之比为2：1，依据t=，则时间之比为，依据，由于水平位移之比为1：，解得两小球初速度之比v1：v2=：3，故D正确．
故选：D．
3.解：A、小球在竖直面内做圆周运动，只有重力做功，机械能守恒，上升的过程，重力做负功，动能减小，下降的过程中，动能增加，可知线速度的大小在变化，依据知，角速度也在变化，加速度也变化．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
4.本题考查了圆周运动向心力的学问，意在考查同学的的应用力气。火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度，火车转弯时速度小于时，向心力变小，需抵消一部分向心力，此时，内轨挤压向外挤压火车的轮缘，故A正确、B错误；当内外轨没有挤压力时，火车受重力和支持力，，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上的两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故C错误、D正确；综上答案AD
5.由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别为r1、r2、r3
则：ω1r1=ω2r2=ω3r3
若甲轮的角速度为ω1
解得：
故A正确，BCD错误；故选：A．
6.C 向心力
A、汽车在水平面上转弯时，靠静摩擦力供应向心力，光滑的水平冰面没有静摩擦力，故不能转弯，故A错误；
B、当火车速度大于规定速度时，火车所受的重力及轨道面的支持力供应的向心力小于所需要的向心力，则不足的部分由外轨轮缘向内的侧压力来供应，则车轮轮缘会挤压外轨．故B错误，C正确．
D、汽车转弯时需要的向心力由重力、轨道面的支持力、及轨道压力供应，故D错误．故选：C
7.     ③④⑤     
依据角速度得：
踏脚板与牙盘共轴，所以角速度相等，飞轮与牙盘通过链条链接，所以线速度相等，
设飞轮的角速度为ω′，测量出大齿轮的半径r1、小齿轮的半径r2，
则
再测量自行车后轮的半径R，依据
得：，故选③④⑤
8.(1)0.28m/s 或,与水平方向成450角(2)0.45m 或
9.解：（1）m1从B到C的过程：EP=μm1gL
m2从B到C的过程：EP=μm2gL+m2
联立解得：vC=4m/s
（2）碰后交换速度，小球以vC=4m/s向上运动，假设能到高点，从C到D的过程：
m2﹣m2=﹣m2g•2R
解得：vD=0m/s
对D点：N+m2g﹣k（l0﹣R）=0
而是实际上小球到达最高点速度至少为，故假设错误，小球不行能通过最高点；
小球离开轨道时的位置E和O'连线与竖直方向的夹角θ，此时小球速度vE
由动能定理：﹣=﹣m2g（R+Rcosθ）
对E点：m2gcosθ﹣k′（l0﹣R）=m2
联立解得：cosθ=，
即：θ=arccos
答：（1）物块m2到C点时的速度大小vC4m/s；（2）小球不能通过最高点D．夹角为arccos．

10.

11.【学问点】匀速圆周运动；自由落体运动．D4A3
【答案解析】（1）1s（2），其中k = 1,2,3（3）解析：（1）离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动。则每一滴水滴落到盘面上所用时间s  （2分）
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同始终线，则圆盘在1s内转过的弧度为，k为不为零的正整数。
由（2分）
即，其中k = 1,2,3，……  （1分）
（3）其次滴水离开O点的距离为  （2分）
第三滴水离开O点的距离为   （2分）
又        （1分）
即其次滴水和第三滴水分别滴落在圆盘上x轴方向及垂直x轴的方向上，所以        （1分）
即    （1分）
解得：m/s2       （1分）
【思路点拨】（1）离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动，水平方向做匀加速直线运动，水滴运动的时间等于竖直方向运动的时间，由高度打算；
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同始终线上，则圆盘在t秒内转过的弧度为kπ，k为不为零的正整数；
（3）通过匀加速直线运动的公式求出两个水滴在水平方向上的位移，再算出两个位移之间的夹角，依据位移关系算出容器的加速度．