1、
1.(多选)(2021·四川资阳高三上学期诊断性考试)如图所示,水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动,两轮的半径R∶r=2∶1.当主动轮Q匀速转动时,在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;若转变转速,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,则( )
A.= B.=
C.= D.=
解析:选AC.依据题述,a1=ωr,ma1=μmg,联立解得μg=ωr,小木块放在P轮边缘也恰能静止,μg=ω2R=2ω2r,ωR=ω2r,联立解得
2、=,选项A正确B错误;a2=μg=ω2R,=,选项C正确D错误.
2.(多选)(2021·浙江杭州七校联考)如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P, 细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P′位置),两次金属块Q都静止在桌面上的同一点,则后一种状况与原来相比较,下面的推断中正确的是( )
A.Q受到桌面的支持力变大
B.Q受到桌面的静摩擦力变大
C.小球P运动的角速度变大
D.小球P运动的周期变大
解析:选BC.金属块Q保持在桌面上静止,依据平衡条件知
3、Q受到桌面的支持力等于其重力,保持不变,故A错误.设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为FT,细线的长度为L,P球做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力供应向心力,如图,则有FT=,Fn=mgtan θ=mω2Lsin θ,得角速度ω=,周期T==2π.使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时,θ增大,cos θ减小,则得到细线拉力FT增大,角速度增大,周期T减小,C正确,D错误.对Q,由平衡条件知,Q受到桌面的静摩擦力变大,故B正确.
3.(多选)(2021·洛阳模拟)如图所示,竖直圆环A半径为r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右两侧各有一挡板固定在地面上
4、使B不能左右移动,在环的最低点静止放置一个小球C.A、B、C的质量均为m,给小球一水平向右的瞬时速度v,小球会在环内侧做圆周运动.不计一切摩擦,重力加速度为g,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,瞬时速度v必需满足( )
A.最小值为 B.最小值为
C.最大值为 D.最大值为
解析:选BD.要保证小球能通过环的最高点,在最高点最小速度满足mg=m,由最低点到最高点由机械能守恒得mv=mg·2r+mv,可得小球在最低点瞬时速度的最小值为;为了不会使环在竖直方向上跳起,在最高点有最大速度时,球对环的压力为2mg,满足3mg=m,从最低点到最高点由机械能守恒
5、得:mv=mg·2r+mv,可得小球在最低点瞬时速度的最大值为.
4.(单选)(2021·杭州四中统测)有一长度为L=0.50 m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0 kg的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速度是2.0 m/s,g取10 m/s2,则此时细杆OA受到( )
A.6.0 N的拉力 B.6.0 N的压力
C.24 N的拉力 D.24 N的压力
解析:选B.设杆对小球的作用力为FN,方向竖直向下,如图所示,
由向心力公式得FN+mg=m,则
FN=m-mg= N=-6 N.
负号说明FN的方向与假设
6、方向相反,即竖直向上.
由牛顿第三定律知应选B.
5.(单选)如图所示, 为了检测一玩具枪射出子弹的速度,用一个半径为r的圆盘做目标靶,枪口与圆盘的距离为L,圆盘绕垂直盘面且过盘心O点的水平轴匀速转动,转动的角速度大小为ω.子弹出枪口时圆盘边缘上的A点在最高点位置,若子弹恰好击中A点,空气阻力忽视不计,重力加速度为g,则子弹出枪口的速度可能为( )
A. B.
C. D.πωL
解析:选B.子弹射出后做平抛运动,有L=v0t;子弹击中A点时,A恰好在最低点位置,则A点转过的角度为θ=ωt=π+2kπ(k=0,1,2…),联立得v0=(k=0,1,2…),B正确.
6.
7、多选)(2021·长春调研)如图所示,有一固定的且内壁光滑的半球面,球心为O,最低点为C,在其内壁上有两个质量相同的小球(可视为质点)A和B,在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动,A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面,A、B两球与O点的连线与竖直
线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°,以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则( )
A.A、B两球所受支持力的大小之比为4∶3
B.A、B两球运动的周期之比为4∶3
C.A、B两球的动能之比为16∶9
D.A、B两球的机械能之比为112∶51
解析:选AD.由题意可知N=,所以==,A正确;mgtan θ=mRsin θ,所以==,B错误;Ek∝v2,v=Rsin θ,所以==,C错误;Ep=mgR(1-cos θ),所以==,D正确.