高考物理 模拟题分类解析 专题12 圆周运动

专题12 圆周运动

一．2012高考题

1．（2012·上海物理）图a 为测量分子速率分布的装置示意图。圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N ，内侧贴有记录薄膜，M 为正对狭缝的位置。从原子炉R 中射出的银原子蒸汽穿过屏上S 缝后进入狭缝N ，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图b 所示，NP ，PQ 间距相等。则 （ ）

（A ）到达M 附近的银原子速率较大

（B ）到达Q 附近的银原子速率较大

（C ）位于PQ 区间的分子百分率大于位于NP 区间的分

子百分率

（D ）位于PQ 区间的分子百分率小于位于NP 区间的分子百分率

2. （2012·浙江理综）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB 段和BC 段是半径为R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。一质量为m 的小球，从距离水平地面为H 的管口D 处静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（ ）

A.小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为222RH R -

B.小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为

2224RH R -

C.小球能从细管A 端水平抛出的条件是H >2R

D.小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min = R

.【答案】：BC

3.（2012·福建理综）如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。

设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速

度g=10m/s2。求：

（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；

（2）物块与转台间的动摩擦因数μ。

二．2012模拟题

1 （2012江苏苏州期末）如图，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘面间的动摩擦因数相同 . 当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速，烧断细线，则两个物体的运

动情况将是

（A）两物体均沿切线方向滑动

（B）两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远

（C）两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动

（D）物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远

2.（2012上海嘉定期末）如图所示，倾角30°的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为

R 的半圆竖直挡板，质量m 的小球从斜面上高为R /2处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积，不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动时对挡板的力是[ ]

A ．0.5mg

B ．mg

C ．1.5mg

D ．2

m 3.（2012上海虹口期末）某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A 、B ，A 盘固定一个信号发射装置P ，能持续沿半径向外发射红外线，P 到圆心的距离为28cm 。B 盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q ，Q 到圆心的

距离为16cm 。P 、Q 转动的线速度相同，都是4π m/s 。

当P 、Q 正对时，P 发出的红外线恰好进入Q 的接收窗

口，如图所示，则Q 每隔一定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值应为

（ ）

（A ）0.56s （B ）0.28s （C ）0.16s （D ）0.07s R 2 2R

30° 16cm P Q 28cm

3.答案：A解析：P转动的周期T P=0.14s，Q转动的周期T Q=0.08s，设这个时间的最小值为t，t必须是二者周期的最小公倍数，解得t=0.56s，选项A正确。

4．（2012年2月洛阳五校联考）如图所示，M、N是两个共轴圆筒的

横截面，外筒半径为R，内筒半径比R小很多，可以忽略不计，

筒的两端是封闭的，两筒之间抽成真空。两筒以相同的角速度

ω绕其中心轴线（图中垂直于纸面）做匀速转动。设从M筒内

部可以通过窄缝s（与M筒的轴线平行）连续向外射出速率分

别为v1和v2的粒子，粒子运动方向都沿筒的半径方向，粒子到达N筒后就附着在N筒上。如果R、v1和v2都不变，而ω取某一合适的值，则（）

A．粒子落在N筒上的位置可能都在a处一条与 s缝平行的窄条上

B．粒子落在N筒上的位置可能都在某一处如b处一条与s缝平行的窄条上

C．粒子落在N筒上的位置可能分别在某两处如b处和c处与s缝平行的窄条上

D．只要时间足够长，N筒上将到处都落有粒子

5. （2012年长春第一次调研测试）“飞车走壁” 杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度α不变，杂技演员

α

H v

则下列说法中正确的是

A.摩托车做圆周运动的H越高，向心力越大

B.摩托车做圆周运动的H越高，线速度越大

C.摩托车做圆周运动的H越高，向心力做功越多.

D.摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小

6．（2012年3月江西南昌一模）如图所示是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，m P＝2m Q，当整个装置以ω匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时

A．两球受到的向心力大小相等

B．P球受到的向心力大于Q球受到的向心力

C．当ω增大时，P球将沿杆向外运动

D．当ω增大时，Q球将沿杆向外运动

7．（2012年4月上海长宁区二模）做圆周运动的两个物体M和N，它们所受的向心力F与轨道半径R之间的关系如图所示，其中图线N为双曲线的一个分支．则由图象可知

(A) 物体M和N的线速度均保持不变

8、（2012年4月上海崇明县二模）如图所示，M能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在

转盘上．M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连．当转盘以角速度 转动时，M离轴距离为r，且恰能保持稳定转动．当转盘转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块M

（A）所受向心力变为原来的4倍

（B）线速度变为原来的1 2

（C）半径r变为原来的

1

2

（D）M的角速度变为原来的

1

2

9. （2012洛阳一练）如图5所示，从光滑的1/ 4圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽

M

m

口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面为水平，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R1，半球的半径为R 2，则R1和R2应满足的关系是

A ．R1≤R2/2

B ．R1≥R2/2

C ．R1≤R2

D ．R1≥

R2

10．（13分）（2012年5月江西宜春模拟）如图，半径R =0.4m 的圆盘水平放置，绕竖直轴OO ′匀速转动，在圆心O 正上方h=0.8m 高处固定一水平轨道PQ ，转轴和水平轨道交于O ′点。一质量m =1kg 的小车（可视为质点），在F =4N 的水平恒力作用下，从O ′左侧x 0=2m 处由静止开始沿轨道向右运动，当小车运动到O ′点时，

从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA 与x 轴

重合。规定经过O 点水平向右为x 轴正方向。小车与

轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g 取10m/s 2。

⑴若小球刚好落到A 点，求小车运动到O ′点的速度；

⑵为使小球刚好落在A 点，圆盘转动的角速度应为多大？

⑶为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F 作用的距离范围。

h O ′O P Q F 圆轨x

A

11. (14 分) （2012年4月上海长宁区二模）水平地面上有一个半径为R 的圆形轨道，竖直平面上边中点P 离地面高为h ，P 正下方一点P ′位于COA 连线上且与轨道圆心O 的距离为L （L >R ），如图所示．现从P 点水平抛出质量为m 的小沙袋，使其击中轨道上的小车（沙袋与小车均视为质点，空气阻力不计）．求：

（1）小车停在轨道B 点时（∠AOB ＝90°），沙袋抛出后经多长时间击中小车？击中时动能多大？

（2）若小车匀速圆周运动顺时针经A 点时沙袋抛出，

为使沙袋能在B 处击中小车，小车的速率v 应满足的

条件． （3）若在P 、C 之间以水平射程为（L +R ）的平抛运动轨迹制成一光滑轨道，小沙袋从顶点P 由静止下滑击中C 点小车时水平速度多大？

O P A P ′ B h L

C R

12．（15分）（2012年5月山东省烟台二模）如图所示，ABC为固定在竖直面内的光滑四分

之一圆轨道，其半径为r=10m，N为固定在水平面内的半圆平面，其半径为

10

R m

π=，

轨道ABC与平面N相切于C点：DEF是包围在半圆平面N周围且垂直于N的光滑半圆形挡板，质量为M=1kg的滑块的上表面与平面N在同一水平面内，且滑块与N接触紧密但不连接，现让物体m自A点由静止开始下滑，进入

平面N后立即受到DEF的约束并最终冲上M，已知

m=1kg，物体m与平面N之间的动摩擦因数为

μ1=0.5、与滑块之间的动摩擦因数为μ2=0.4，滑

块M与地面之间是光滑的，滑块的竖直高度为

h=0.05m，求：（取g=10m/s2）

（1）物体m滑到C处时对圆轨道的压力是多少？

（2）物体m运动到F时的速度是多少？

（3）当物体m从M上滑落后到达地面时，物体m 与滑块M之间的距离是多少？

12.解析：（1）对m从A到C，由机械能守恒定律，mgr=1

2

mv C2，

13．（12分）（2012年5月上海浦东三模）如图所示，轻绳一端系一质量为m的小球，另一端做成一个绳圈套在图钉A和B上，此时小球在光滑的水平平台上做半径为a、角速度为ω的匀速圆周运动。现拔掉图钉A让小球飞出，此

后绳圈又被A正上方距A高为h的图钉B套住，达稳

定后，小球又在平台上做匀速圆周运动。求：

（1）图钉A拔掉前，轻绳对小球的拉力大小；

（2）从拔掉图钉A到绳圈被图钉B套住前小

球做什么运动？所用的时间为多少？（3）小球最后做匀速圆周运动的角速度。

h

ω

a m

B

A

14. (2012山西太原期末)如图所示，AB 为粗糙水平面，长度AB=5R ，其右端与光滑的半径

为R 的14

圆弧BC 平滑相接，C 点的切线沿竖直方向，在C 点的正上方有一离C 点高度也为R 的旋转平台，沿平台直径方向开有两具离心轴心距离相等的小孔P 、Q ，旋转时两孔均能达到C 点的正上方，某时刻，质量为m 可看作质点的滑块，与水平地面间的动摩擦因数μ= 0．1，当它以03v gR =的速度由A 点开始向B 点滑行时：

（1）求滑块通过C 点的速度．

（2）若滑块滑过C 点后能通过P 孔，又恰

能从Q 孔落下，则平台转动的角速度

ω应满足什么条件？

15．（14分）（2012福建三明期末）如图所示，长为R的轻绳，上端固定在O点，下端连一质量为m的小球，小球接近地面，处于静止状态。现给小球一沿水平方向的初速度v0，小球开始在竖直平面内做圆周运动。设小球到达最高点时绳突然被剪断。已知小球最后落在离小球最初位置2R的地面上。求：

（1）小球在最高点的速度v；

（2）小球的初速度v0；

（3）小球在最低点时球对绳的拉力；

16．

（2012福建南安一中期末）．(16分) 如图所示，将一质量m=0.1kg

的小球自水平平台顶端O点水平抛出，小球恰好与斜面无碰撞

．．．的落

到平台右侧一倾角为 =53°的光滑斜面顶端A并沿斜面下滑，然后

以不变的速率过B点后进入光滑水平轨道BC部分，再进入光滑的竖

直圆轨道内侧运动．已知斜面顶端与平台的高度差h=3.2m，斜面顶端高H=15m，竖直圆轨道半径R=5m．（sin530=0.8,cos530=0.6,g=10m/s2）．求：

（1）小球水平抛出的初速度υo及斜面顶端与平台边缘的水平距离x；

（2）小球离开平台后到达斜面底端的速度大小；

（3）小球运动到圆轨道最高点D时轨道对小球的弹力大小．

17（2012浙江重点中学协作体高考仿真测试）如图所示，一质量为m＝1 kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点，随传送带运动到B点，小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动．已知圆弧半径R＝0.9m，轨道最低点为D，D点距水平面的高度h＝0.8m．小物块离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.3，传送带以5 m/s恒定速率顺时针转动（g取10 m/s2），试求：

（1）传送带AB两端的距离；

（2）小物块经过D点时对轨道的压力的大小；

（3）倾斜挡板与水平面间的夹角θ的正切值．

2021高考物理专题12《 圆周运动的规律及应用》(含答案)

专练12圆周运动的规律及应用 1. 如图甲所示，“飞车走壁”的演员骑着摩托车飞驶在光滑的圆台形筒壁上，筒的轴线垂直于水平面，圆台筒固定不动．现将圆台筒简化为如图乙所示，若演员骑着摩托车先后在A、B两处紧贴着内壁分别在图乙中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是() A．A处的线速度大于B处的线速度 B．A处的角速度大于B处的角速度 C．A处对筒的压力大于B处对筒的压力 D．A处的向心力大于B处的向心力 2. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保 持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为 3 2(设最大静摩擦力等于 滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2.则ω的最大值是() A. 5 rad/s B. 3 rad/s C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s 3. 如图所示，一根不可伸长的轻绳一端拴着一个小球，另一端固定在竖直杆上，当竖直杆以角速度ω转动时，小球跟着杆一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为θ，下列关于ω与θ关系的图象正确的是()

4. 如图所示，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A、B两点，A、B两点间距离也为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，两段线中拉力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中拉力大小为() A.3mg B．2mg C．3mg D．4mg 5. (多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v c时，汽车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势．则在该弯道处() A．路面外侧高内侧低 B．车速只要低于v c，车辆便会向内侧滑动 C．车速虽然高于v c，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D．当路面结冰时，与未结冰时相比，v c的值变小 6. (多选)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A 点和C点，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a沿竖直方向，绳b沿水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断且轻杆停止转动，则() A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动 B．在绳b被烧断瞬间，绳a中张力突然增大

2020年高考物理专题复习：圆周运动含解析

[课时作业] 单独成册 方便使用 [基础题组] 一、单项选择题 1.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111 m 的短道竞赛．运动员比赛过程 中在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线．图中圆弧虚线Ob 代表弯道，即正常运动路线，Oa 为运动员在O 点时的速度方向 (研究时可将运动员看成质点)．下列论述正确的是( ) A ．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心 B ．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力 C ．若在O 点发生侧滑，则滑动的方向在Oa 左侧 D ．若在O 点发生侧滑，则滑动的方向在Oa 右侧与Ob 之间 解析：运动员发生侧滑是因为运动员受到指向圆心的合力小于所需要的向心力，A 、B 错误．若在O 点发生侧滑，如果向心力突然消失，则沿切线Oa 运动，而现在是由于所提供的向心力小于所需要的向心力，因此滑动的方向在Oa 与Ob 之间，D 正确． 答案：D 2．如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r 1的大齿轮，Ⅱ是半径为r 2的小齿轮，Ⅲ是半径为r 3的后轮．假设脚踏板的转速为n ，则自行车前进的速度为( ) A. 2πnr 1r 3 r 2 B.πnr 2r 3r 1 C.πnr 1r 3r 2 D ． 2πnr 2r 3 r 1 解析：前进速度即为Ⅲ轮的线速度，由同一个轮上的点角速度相等，同一链条上的点线速度大小相等可得：ω1r 1＝ω2r 2，ω3＝ω2，又有ω1＝2πn ，v ＝ω3r 3，所以v ＝2πnr 1r 3 r 2，A 正确． 答案：A 3.如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC 是以O 为圆心的一段 圆弧，位于竖直平面内．现有一小球从一水平桌面的边 缘P 点向右水平飞

高考物理计算题复习《圆周运动》(解析版)

《圆周运动》 一、计算题 1.如图，小球做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为，线长为L，小球质量为m， 重力加速度为求： 绳子对小球的拉力的大小 小球运动的向心加速度大小 小球运动的角速度． 2.如图，小球A在倒立的圆锥的水平面内做匀速圆周运动，小球圆周运动的半径r， 圆锥倾角，重力加速度g。 求小球运动的线速度v 角速度 3.儿童乐园中，一个质量为的小孩骑在木马上随木马一起在水平面内匀速转动。 已知转轴距木马远，每转1圈，把小孩的转动看作匀速圆周运动，求：

小孩转动的角速度。 小孩转动的线速度。 小孩转动的向心加速度。 4.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图，长为L的钢绳一端系着质量为m的 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．当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，且与竖直方向的夹角为，重力加速度不计钢绳的重力，求： 钢绳对座椅的拉力T； 转盘匀速转动时的角速度． 5.如图，水平桌面中心O处有一个小孔，用细绳穿过光滑小孔，绳两端各系质量 的物体A和的物体的中心与圆孔的距离为取 如果水平桌面光滑且固定，求A物体做匀速圆周运动的角速度应是多大？ 如果水平桌面粗糙，且与A之间的最大摩擦力为1N，现使此平面绕中心轴线水平转动，角速度在什么范围内，A可与平面处于相对静止状态？

6.如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、 B两个小物块，A离轴心，B离轴心，A、B与盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的倍．求： 若细线上没有张力，圆盘转动的角速度应满足什么条件？ 欲使A、B与盘面间不发生相对滑动，则盘转动的最大角速度多大？ 当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时，烧断细绳，则A、B将怎样运动？取 7.如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离 轴心处放置一小物块，其质量为，物 块与圆盘间的动摩擦因数当圆盘转动的角速度 时，物块随圆盘一起转动，设最大静摩擦力 等于滑动摩擦力，取重力加速度求： 物块的线速度大小； 物块的向心加速度大小； 欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？

高中物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析

高中物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端系一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求： （1）盘的转速ω0多大时，物体A开始滑动？ （2）当转速缓慢增大到2ω0时，A仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△x是多少？ 【答案】（1） g l μ （2） 3 4 mgl kl mg μ μ - 【解析】 【分析】 （1）物体A随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω0． （2）当角速度达到2ω0时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x． 【详解】 若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提供向心力． （1）当圆盘转速为n0时，A即将开始滑动，此时它所受的最大静摩擦力提供向心力，则有： μmg＝mlω02， 解得：ω0= g l μ 即当ω0＝ g l μ A开始滑动． （2）当圆盘转速达到2ω0时，物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力，需要弹簧的弹力来补充，即：μmg+k△x＝mrω12， r=l+△x 解得： 3 4 mgl x kl mg μ μ - V＝ 【点睛】 当物体相对于接触物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大，这是经常用到的临界条件．本题关键是分析物体的受力情况．

高考物理命题分析专题(含解析)：圆周运动

高频考点：水平面内的圆周运动、竖直面内的圆周运动 动态发布：2009广东物理第17题、2008·广东物理第17题（2）、2011安徽理综卷第17题、2011北京理综卷第22题、2010重庆理综第24题 命题规律：圆周运动包括匀速圆周运动和竖直面内的变速圆周运动。匀速圆周运动的特点是物体所受合外力大小不变，方向总是指向圆心。解答匀速圆周运动问题的方法是：选择 做匀速圆周运动的物体作为研究对象，分析物体受力情况，其合外力提供向心力；运用F 合 =mv 2/R 或F 合=m ω2R 或F 合=m 22T π⎛⎫ ⎪⎝⎭ R 列方程求解。圆周运动是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题，难度中等。命题分析 考查方式一 水平面内的匀速圆周运动 【命题分析】水平面内的匀速圆周运动合外力指向运动轨迹的圆心，合外力提供向心力，高考对水平面内的匀速圆周运动的考查难度一般不大。 例1（2009广东物理第17题）如图1所示，一个竖直放置的 圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高 分别为R 和H ，筒内壁A 点的高度为筒高的一半。内壁上有 一质量为m 的小物块。求 ○ 1当筒不转动时，物块静止在筒壁A 点受到的摩擦力和支持力的大小； ○ 2当物块在A 点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。 【解析】①当筒不转动时，物块静止在筒壁A 点时受到的重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡条件得 摩擦力的大小 sin f mg θ== 支持力的大小 cos N mg θ== ②当物块在A 点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，物块在筒壁A 点时受到的重力和支持力作用，它们的合力提供向心力，设筒转动的角速度为ω有 2tan 2 R mg m θω=⋅ 由几何关系得 tan H R θ=

湖北省2020届高考物理一轮复习 12《圆周运动》试题

第12单元圆周运动 1.(2020·天津卷，节选) 半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速 转动，A为圆盘边缘上一点.在O的正上方有一个可视为质点的小球以初 速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示.若小 球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h ＝，圆盘转动的角速度大小ω＝ . 2.如图所示，有一半径为r＝0.2 m的圆柱绕竖直轴OO′以ω＝9 rad/s 的角速度匀速转动.今用力F将质量为1 kg的物体A压在圆柱侧面，使其＝2.4 m/s的速度匀速下降.若物体A与圆柱面的动摩擦因数μ＝ 以v 0.25，求力F的大小.(已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随 轴一起转动) 3.用长短不同、材料和粗细均相同的两根绳子各拴着一个质量相同的小球,在光滑的水平面上做匀速圆周运动,则( ) A.两个小球以相同的角速度运动时,长绳容易断 B.两个小球以相同的角速度运动时,短绳容易断 C.两个小球以相同的线速度运动时,长绳容易断 D.两个小球以相同的线速度运动时,短绳容易断 4.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档,如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿.下列说法正确的是…( ) A.该车可变换3种不同档位 B.该车可变换4种不同档位 C.A与D轮组合时,是行驶速度最快档

D.B与D轮组合时,两轮的角速度之比ω B ∶ω D =2∶7 5. 如图所示,一光滑轻杆沿水平方向放置,左端O处连接在竖直的转动轴上,a、b为 两个可视为质点的小球,穿在杆上,并用细线分别连接Oa和ab,且Oa=ab,已知b球质量为a球质量的3倍.当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时,Oa和ab两线的拉力之比为( ) A.1∶3 B.1∶6 C.4∶3 D.7∶6 6.(2020·吉林长春第一次调研)计算机硬盘内部结构如图所示,硬盘盘面在电机的带动下高速旋转,读写磁头在计算机的指令下移动到某个位置,通过读写磁头读写磁盘上的数据.磁盘上分为若干个同心环状的磁道,每个磁道按圆心角等分为18个扇区.现在普通的家用电脑中的硬盘的转速通常有5400r/min和7 200 r/min两种,硬盘盘面的大小相同,则( ) A.磁头的位置相同时,7200r/min的硬盘读写数据更快 B.对于某种硬盘,磁头离盘面中心距离越远,磁头经过一个扇区所用的时间越长 C.不管磁头位于何处,5400r/min的硬盘磁头经过一个扇区所用时间都相等 D.5400r/min与7 200 r/min的硬盘盘面边缘的某点的向心加速度的大小之比为3∶4 7.质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点,绳长分别为l a 、 l b ,如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时轻杆停止转动,则( )

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—圆周运动

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—圆周运动 1.空中飞椅深受年轻人的喜爱，飞椅的位置不同，感受也不同，关于飞椅的运动，下列说法正确的是() A．乘坐飞椅的所有爱好者一起做圆周运动，最外侧的飞椅角速度最大 B．缆绳一样长，悬挂点在最外侧的飞椅与悬挂在内侧的飞椅向心加速度大小相等 C．飞椅中的人随飞椅一起做圆周运动，受重力、飞椅的支持力与向心力 D．不管飞椅在什么位置，缆绳长短如何，做圆周运动的飞椅角速度都相同 2.(2021·全国甲卷·15)“旋转纽扣”是一种传统游戏．如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现．拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为() A．10 m/s2B．100 m/s2 C．1 000 m/s2D．10 000 m/s2 3.无级变速箱是自动挡车型变速箱的一种，比普通的自动变速箱换挡更平顺，没有冲击感．如图为其原理图，通过改变滚轮位置实现在变速范围内任意连续变换速度．A、B为滚轮轴上两点，变速过程中主动轮转速不变，各轮间不打滑，则() A．从动轮和主动轮转动方向始终相反 B．滚轮在B处时，从动轮角速度小于主动轮角速度

C．滚轮从A到B，从动轮线速度先增大后减小 D．滚轮从A到B，从动轮转速先增大后减小 4．(2023·广东惠州市调研)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔(小孔光滑)另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用．因阻力作用，小球Q的运动轨迹发生缓慢的变化(可视为一系列半径不同的圆周运动)．下列判断正确的是() A．小球Q的位置越来越高 B．细线的拉力减小 C．小球Q运动的角速度增大 D．金属块P受到桌面的静摩擦力增大 5.如图所示，一个半径为5 m的圆盘正绕其圆心匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球(视为质点)正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则() A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/s B．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s C．圆盘转动的角速度一定是π rad/s D．圆盘转动的加速度大小可能是π2 m/s2

高考物理生活中的圆周运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

高考物理生活中的圆周运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案) 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．如图，在竖直平面内，一半径为R 的光滑圆弧轨道ABC 和水平轨道PA 在A 点相切．BC 为圆弧轨道的直径．O 为圆心，OA 和OB 之间的夹角为α，sinα= 3 5 ，一质量为m 的小球沿水平轨道向右运动，经A 点沿圆弧轨道通过C 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g ．求： （1）水平恒力的大小和小球到达C 点时速度的大小； （2）小球到达A 点时动量的大小； （3）小球从C 点落至水平轨道所用的时间． 【答案】（15gR （223m gR （3355R g 【解析】 试题分析 本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力． 解析（1）设水平恒力的大小为F 0，小球到达C 点时所受合力的大小为F ．由力的合成法则有 tan F mg α=① 2220()F mg F =+② 设小球到达C 点时的速度大小为v ，由牛顿第二定律得 2 v F m R =③ 由①②③式和题给数据得 03 4 F mg =④ 5gR v = （2）设小球到达A 点的速度大小为1v ，作CD PA ⊥，交PA 于D 点，由几何关系得 sin DA R α=⑥

(1cos CD R α=+）⑦ 由动能定理有 220111 22 mg CD F DA mv mv -⋅-⋅=-⑧ 由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A 点的动量大小为 1232 m gR p mv == ⑨ （3）小球离开C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g ．设小球在竖直方向的初速度为v ⊥，从C 点落至水平轨道上所用时间为t ．由运动学公式有 2 12 v t gt CD ⊥+ =⑩ sin v v α⊥= 由⑤⑦⑩ 式和题给数据得 355R t g = 点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合，经典创新． 2．如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A 点，自然状态时其右端位于B 点．D 点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ，其形状为半径R ＝0.45m 的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN 为其竖直直径，P 点到桌面的竖直距离为R ，P 点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R ．若用质量m 1＝0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点，用同种材料、质量为m 2＝0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放，物块过B 点后其位移与时间的关系为x ＝4t ﹣2t 2，物块从D 点飞离桌面后恰好由P 点沿切线落入圆轨道．g ＝10m/s 2，求： （1）质量为m 2的物块在D 点的速度； （2）判断质量为m 2＝0.2kg 的物块能否沿圆轨道到达M 点： （3）质量为m 2＝0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功. 【答案】（1）2.25m/s （2）不能沿圆轨道到达M 点 （3）2.7J 【解析】 【详解】 （1）设物块由D 点以初速度v D 做平抛运动，落到P 点时其竖直方向分速度为：

高考物理试题真题分类汇编物理生活中的圆周运动含解析

高考物理试题真题分类汇编物理生活中的圆周运动含解析 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．已知某半径与地球相等的星球的第一宇宙速度是地球的 1 2 倍．地球表面的重力加速度为g ．在这个星球上用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O 上，小球绕悬点O 在竖直平面内做圆周运动．小球质量为m ，绳长为L ，悬点距地面高度为H ．小球运动至最低点时，绳恰被拉断，小球着地时水平位移为S 求： (1)星球表面的重力加速度？ (2)细线刚被拉断时，小球抛出的速度多大？ (3)细线所能承受的最大拉力？ 【答案】(1)01=4g g 星 (2)0 024 g s v H L = -201[1]42()s T mg H L L =+ - 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由万有引力等于向心力可知2 2Mm v G m R R = 2Mm G mg R = 可得2 v g R = 则014 g g 星＝ （2）由平抛运动的规律：21 2 H L g t -= 星 0s v t = 解得0 024g s v H L = - （3）由牛顿定律，在最低点时：2 v T mg m L -星＝

解得：2 01142()s T mg H L L ⎡⎤=+⎢⎥-⎣⎦ 【点睛】 本题考查了万有引力定律、圆周运动和平抛运动的综合，联系三个问题的物理量是重力加速度g 0；知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键． 2．如图所示，粗糙水平地面与半径为R =0.4m 的粗糙半圆轨道BCD 相连接，且在同一竖直平面内，O 是BCD 的圆心，BOD 在同一竖直线上．质量为m =1kg 的小物块在水平恒力F =15N 的作用下，从A 点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B 点时撤去F ，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D 点，已知A 、B 间的距离为3m ，小物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g 取10m/s 2．求： （1）小物块运动到B 点时对圆轨道B 点的压力大小． （2）小物块离开D 点后落到地面上的点与D 点之间的距离 【答案】（1）160N （2）2 【解析】 【详解】 （1）小物块在水平面上从A 运动到B 过程中，根据动能定理，有： （F -μmg ）x AB = 1 2 mv B 2-0 在B 点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得： 2B v N mg m R -= 联立解得小物块运动到B 点时轨道对物块的支持力为：N =160N 由牛顿第三定律可得，小物块运动到B 点时对圆轨道B 点的压力大小为：N ′=N =160N （2）因为小物块恰能通过D 点，所以在D 点小物块所受的重力等于向心力，即： 2D v mg m R = 可得：v D =2m/s 设小物块落地点距B 点之间的距离为x ，下落时间为t ，根据平抛运动的规律有： x =v D t ， 2R = 12 gt 2 解得：x =0.8m

专题12 平抛圆周运动综合 2021年高考物理二轮专题解读与训练(解析版)

专题12 平抛圆周运动综合 一、单选题 1.如图，在一半经为R的球面顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，则（） A．若，则物块落地点离A点 B．若球面是粗糙的，当时，物块一定会沿球面下滑一段，再斜抛离球面 C．若，则物块落地点离A点为R D．若移，则物块落地点离A点至少为2R 【答案】D 【解析】当，物块将离开球面做平抛运动，由y=2R=gt2/2，x=vt，得x=2R，A错误，D正确；若，物块将沿球面下滑，若摩擦力足够大，则物块可能下滑一段后停下来，若摩擦力较小，物块在圆心上方球面上某处离开，斜向下抛，落地点离A点距离大于R，B，C错误。 2.某游乐场开发了一个名为“翻天滚地”的游乐项目。原理图如图所示：一个3/4圆弧形光滑圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平地面上长为3R，厚度不计的减振垫，左端M正好位于A点．让游客进入一个中空的透明弹性球，人和球的总质量为m，球的直径略小于圆管直径。将球（内装有参与者）从A处管口正上方某处由静止释放后，游客将经历一个“翻天滚地”的刺激过程。不考虑空气阻力。那么以下说法中错误的是（）

A．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为 B．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至 C．若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则球经过C点时对管的作用力大小为 D．要使球能通过C点落到垫子上，球离A点的最大高度是 【答案】A 【解析】从A处管口正上方某处由静止释放后，游客所在的透明弹性球在只有重力做功的情况下绕圆弧圆管运动到C点，C点为圆周最高点，由于圆管即可提供指向圆心的弹力也可以提供沿半径向外的弹力，所以只有最高点速度不等于0即可通过，而离开C点后为平抛运动，要落在平台上，竖直方向， 水平方向，整理得，选项A错B对。若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，说明，则在C点受力，解得，选项C对。要使球能通过C点落到垫子上，设球离A点高度为h，则根据动能定理，离开C点后平抛运动，水平位移，整理得，选项D对。 3.特战队员在进行素质训练时，抓住一端固定在同一水平高度的不同位置的绳索，从高度一定的平台由水平状态无初速开始下摆，如图所示，在到达竖直状态时放开绳索，特战队员水平抛出直到落地。不计绳索质量和空气阻力，特战队员可看成质点。下列说法正确的是（）

高三物理圆周运动实例分析试题答案及解析

高三物理圆周运动实例分析试题答案及解析 1.如图所示，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v min ＝ B．小球通过最低点时的最小速度v min 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 【答案】C 【解析】此问题中类似于“轻杆”模型，故小球通过最高点时的最小速度为零，选项A 错误；如果小球在最高点的速度为零，则在最低点时满足：，解得，选项B错误；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由于向心力的方向要指向圆心，则管壁必然是提供指向圆心的支持力，故只有外侧管壁才能提供此力，所以内侧管壁对小球一定无作用力，选项C正确，D错误。 【考点】圆周运动的规律；机械能守恒定律。 2.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如图乙所示。不计空气阻力，则 A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．v2=c时，杆对小球的弹力方向向下 D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等 【答案】AC 【解析】A、在最高点，若v=0，则N=mg=a；若N=0，则，解得，，故A正确，B错误； C、由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，所以小球对杆的弹力方向向上，故C正确； D、若c=2b．则，解得N=a=mg，故D错误． 【考点】圆周运动及牛顿定律的应用。

高中物理生活中圆周运动试题(有答案和解析)

高中物理生活中的圆周运动试题( 有答案和分析 ) 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．圆滑水平面AB 与竖直面内的圆形导轨在 B 点连结，导轨半径R＝ 0.5 m，一个质量 m＝ 2 kg 的小球在 A 处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接．用手挡住小球不动，此时弹 簧弹性势能 Ep＝ 49 J，如下图．松手后小球向右运动离开弹簧，沿圆形轨道向上运动恰 能经过最高点C， g 取 10 m/s 2．求： (1)小球离开弹簧时的速度大小； (2)小球从 B 到 C 战胜阻力做的功； (3)小球走开 C 点后落回水平面时的动能大小． 【答案】（1）7m / s（ 2）24J（ 3）25J 【分析】 【剖析】 【详解】 (1)依据机械能守恒定律 E p＝1 mv12 ?①2 12Ep ＝7m/s ② v ＝m (2)由动能定理得－ mg·2R－ W f＝1mv221mv12③ 22 小球恰能经过最高点，故mg m v22④ R 由②③④得W f＝24 J (3)依据动能定理： mg 2R E k 1 mv22 2 解得： E k25J 故本题答案是：（ 1）7m / s（ 2）24J（ 3）25J 【点睛】 (1)在小球离开弹簧的过程中只有弹簧弹力做功,依据弹力做功与弹性势能变化的关系和动能定理能够求出小球的离开弹簧时的速度v; (2)小球从 B 到 C 的过程中只有重力和阻力做功,依据小球恰巧能经过最高点的条件获得小球在最高点时的速度 ,进而依据动能定理求解从 B 至 C 过程中小球战胜阻力做的功 ; (3)小球走开 C 点后做平抛运动 ,只有重力做功,依据动能定理求小球落地时的动能大小

新高考物理高频考点专项练习：专题四 考点12 圆周运动的规律及应用(A)

新高考物理高频考点专项练习：专题四 考点12 圆周运动的规律及应用（A ） 1.如图所示,以角速度ω匀速转动的圆锥形斜面上放着两个物体a b 、(可视为质点),转动过程中两个物体没有相对圆锥滑动,其中二者距斜面顶端的高度2a b h h =,则下列说法正确的是( ) A.a b 、两物体的线速度相等 B.a b 、两物体的角速度之比是1:2 C.a b 、两物体的周期之比是1:2 D.a b 、两物体的向心加速度大小之比是2:1 2.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的过盘面中心的固定轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为 3 2 （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30°，g 取210m/s ，则ω的最大值是( )。 5 3rad/s C.1.0rad/s D.0.5rad/s 3.冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k 倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，其安全速度为（重力加速度为g ）( ) A.v Rg = B.v kRg C.2v kRg D.Rg v k 4.下列关于匀速圆周运动的说法中,正确的是( ) A.因为2 v a r =,所以向心加速度与半径成反比 B.因为2a r ω=,所以向心加速度与半径成正比 C.因为v r ω= ,所以角速度与半径成反比 D.因为2πn ω=,所以角速度与转速成正比

5.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为123r r r 、、,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心加速度大小为( ) A.2213 r r ω B.22321r r ω C.22322 r r ω D.2123 r r r ω 6.如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔,用一细绳穿过小孔连接质量分别为 12,m m 的小球A 和B 。让两小球同时做圆周运动,B 球绕O 点做圆锥摆运动,细绳与竖直方向 的夹角为,A θ球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心O 做匀速圆周运动,两球做圆周运动的角速度相同, OA OB 、的绳长相等,则两球的质量之比为( ) A. 1 : 1 B. 1:sin θ C. 1:cos θ D. 1:tan θ 7.如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A B 、两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）则下列说法不正确的是( )。 A.B 的向心力是A 的向心力的2倍 B.盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍 C.A B 、都有沿半径向外滑动的趋势 D.若B 先滑动，则B 对A 的动摩擦因数A μ大于盘对B 的动摩擦因数B μ 8.火车以半径900m r =转弯,火车质量为5810kg ⨯,轨道宽为 1.4m l =,外轨比内轨高14cm h =,则下列说法中正确的是( )(当角度很小时,可以认为其正弦值近似等于正切值,重 力加速度g 取210m/s ) A.若火车在该弯道实际运行速度为40 m/s,外轨对车轮有向内的侧压力 B.若火车在该弯道实际运行速度为30 m/s,内轨对车轮有向外的侧压力

高考物理生活中的圆周运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高考物理生活中的圆周运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案) 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．已知某半径与地球相等的星球的第一宇宙速度是地球的 1 2 倍．地球表面的重力加速度为g ．在这个星球上用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O 上，小球绕悬点O 在竖直平面内做圆周运动．小球质量为m ，绳长为L ，悬点距地面高度为H ．小球运动至最低点时，绳恰被拉断，小球着地时水平位移为S 求： (1)星球表面的重力加速度？ (2)细线刚被拉断时，小球抛出的速度多大？ (3)细线所能承受的最大拉力？ 【答案】(1)01=4g g 星 (2)0 024 g s v H L = -201[1]42()s T mg H L L =+ - 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由万有引力等于向心力可知2 2Mm v G m R R = 2Mm G mg R = 可得2 v g R = 则014 g g 星＝ （2）由平抛运动的规律：21 2 H L g t -= 星 0s v t = 解得0 024g s v H L = - （3）由牛顿定律，在最低点时：2 v T mg m L -星＝

解得：2 01142()s T mg H L L ⎡⎤=+⎢⎥-⎣⎦ 【点睛】 本题考查了万有引力定律、圆周运动和平抛运动的综合，联系三个问题的物理量是重力加速度g 0；知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键． 2．如图，光滑轨道abcd 固定在竖直平面内，ab 水平，bcd 为半圆，在b 处与ab 相切．在直轨道ab 上放着质量分别为m A =2kg 、m B =1kg 的物块A 、B （均可视为质点），用轻质细绳将A 、B 连接在一起，且A 、B 间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接），其弹性势能E p =12J ．轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M =2kg 、长L =0.5m 的小车，小车上表面与ab 等高．现将细绳剪断，之后A 向左滑上小车，B 向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d 处．已知A 与小车之间的动摩擦因数µ满足0.1≤µ≤0.3，g 取10m /s 2，求 （1）A 、B 离开弹簧瞬间的速率v A 、v B ； （2）圆弧轨道的半径R ； （3）A 在小车上滑动过程中产生的热量Q （计算结果可含有µ）． 【答案】（1）4m/s （2）0.32m(3) 当满足0.1≤μ<0.2时，Q 1=10μ ；当满足0.2≤μ≤0.3 时， 22111 ()22A A m v m M v -+ 【解析】 【分析】 （1）弹簧恢复到自然长度时，根据动量守恒定律和能量守恒定律求解两物体的速度； （2）根据能量守恒定律和牛顿第二定律结合求解圆弧轨道的半径R ； （3）根据动量守恒定律和能量关系求解恰好能共速的临界摩擦力因数的值，然后讨论求解热量Q. 【详解】 （1）设弹簧恢复到自然长度时A 、B 的速度分别为v A 、v B ， 由动量守恒定律： 0=A A B B m v m v - 由能量关系：22 11=22 P A A B B E m v m v - 解得v A =2m/s ；v B =4m/s （2）设B 经过d 点时速度为v d ，在d 点：2d B B v m g m R = 由机械能守恒定律：22d 11=222 B B B B m v m v m g R +⋅ 解得R=0.32m

2020版新一线高考物理(新课标)一轮复习课后限时集训12 圆周运动 含解析

课后限时集训(十二) (建议用时：40分钟) [基础对点练] 题组一：匀速圆周运动的描述 1．下列关于匀速圆周运动中向心加速度的说法正确的是() A．向心加速度表示速率改变的快慢 B．向心加速度表示角速度变化的快慢 C．向心加速度描述线速度方向变化的快慢 D．匀速圆周运动的向心加速度不变 C[匀速圆周运动中速率不变，向心加速度只改变线速度的方向，显然A错误；匀速圆周运动的角速度是不变的，所以B错误；匀速圆周运动中速度的变化只表现为速度方向的变化，作为反映速度变化快慢的物理量，向心加速度只描述速度方向变化的快慢，所以C正确；匀速圆周运动的向心加速度的方向是变化的，所以D错误。] 2．(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，那么下列说法中正确的是() A．它们的半径之比为2∶9 B．它们的半径之比为1∶2 C．它们的周期之比为2∶3 D．它们的周期之比为1∶3 AD[由v＝ωr，得r＝v ω，故r甲∶r乙＝(v甲ω乙)∶(v乙ω甲)＝2∶9，A正确，B错误；由T＝ 2π ω， 得T 甲∶T 乙 ＝ 2π ω甲∶ 2π ω乙＝1∶3，C错误，D正确。] 3．(多选)如图所示为某一皮带传动装置。M是主动轮，其半径为r1，M′半径也为r1，M′和N 在同一轴上，N和N′的半径都为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。则下列说法正确的是() A．N′轮做的是逆时针转动

B ．N ′轮做的是顺时针转动 C ．N ′轮的转速为⎝ ⎛⎭⎪⎫ r 1r 22 n D ．N ′轮的转速为⎝ ⎛⎭ ⎪⎫ r 2r 12n BC [根据皮带传动关系可以看出，N 轮和M 轮转动方向相反，N ′轮和N 轮的转动方向相反，因此N ′轮的转动方向为顺时针，A 错误，B 正确。皮带与轮边缘接触处的速度相等，所以2πnr 1＝2πn 2r 2，得N (或M ′)轮的转速为n 2＝nr 1r 2，同理2πn 2r 1＝2πn ′2r 2，得N ′轮转速n ′2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫ r 1r 22 n ，C 正 确，D 错误。] 4．如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径r 1＝10 cm ，飞轮的半径r 2＝5 cm ，后轮的半径r 3＝30 cm ，A 、B 、C (图中未画出)分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点。若脚蹬匀速转动一圈所需要的时间为1 s ，则在自行车匀速前进的过程中，下列说法正确的是( ) A ．链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为2∶1∶1 B ．A 、B 、 C 三点的线速度大小之比为2∶1∶6 C ．A 、B 、C 三点的向心加速度大小之比为1∶2∶6 D ．自行车前进的速度大小约为13.6 km/h D [由于链轮与飞轮用链条传动，故其边缘上点的线速度大小相等，而飞轮与后轮是同轴传动，故其边缘上点的角速度大小相等。由于ω1r 1＝ω2r 2，故链轮与飞轮的角速度之比为ω1∶ω2＝1∶2，而ω2∶ω3＝1∶1，故ω1∶ω2∶ω3＝1∶2∶2，选项A 错误；由题意可知，A 点与B 点的线速度大小之比为v 1∶v 2＝1∶1，由于飞轮与后轮的角速度大小相等，故有v 2r 2＝v 3r 3，解得v 2v 3＝1 6，所以A 、B 、C 三点的线速度大小之比为1∶1∶6，选项B 错误；向心加速度大小a ＝ω2r ＝ωv ，故A 、B 、C 三点的向心加速度大小之比为1∶2∶12，选项C 错误；脚蹬匀速转一圈，后轮要转两圈，由v ＝x t 可得v ＝2×2πr 3 t ≈13.6 km/h ，选项D 正确。] 题组二：水平面内圆周运动的问题

2021高考物理沪科版新课程一轮复习核心素养测评十二圆周运动及其应用

温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。 核心素养测评十二 圆周运动及其应用 (45分钟100分) 一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分,1～6题为单选题,7～9题为多选题) 1.关于物体做圆周运动的说法中正确的是( ) A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B.匀速圆周运动是向心力不变的运动 C.做圆周运动的物体加速度可以不指向圆心 D.竖直平面内做圆周运动的物体通过最高点的最小向心力等于物体的重力 【解析】选C。匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心,方向时刻改变,所以匀速圆周运动不是匀变速曲线运动,故A错误;匀速圆周运动的向心力大小不变,方向指向圆心,时刻改变,故B错误;做变速圆周运动的物体加速度沿半径方向分量改变速度方向,指向圆心,沿切向分量改变速度大小,合加速度不指向圆心,故C正确;如果是杆模型,竖直平面内做圆周运动的物体通过最高点的最小向心力可以为零,故D错误。

2.如图所示,两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置,两轮半径R A=2R B。当主动轮A匀速转动时,在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上,欲使木块相对B 轮也静止,则木块距B轮转轴的最大距离为( ) A. B. C. D.R B 【解析】选C。A和B是用相同材料制成的,靠摩擦传动,边缘线速度大小相等,则ωA R A=ωB R B 而R A=2R B。 所以= 对于在A边缘的木块,最大静摩擦力恰为向心力,即m R A=f max 当在B轮上恰要滑动时,设此时半径为R 则m R=f max解得R=,故选C。 3.如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动。整个过程中,物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( )

高考物理生活中的圆周运动解题技巧讲解及练习题(含答案)含解析

高考物理生活中的圆周运动解题技巧讲解及练习题(含答案)含解析 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端系一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求： （1）盘的转速ω0多大时，物体A开始滑动？ （2）当转速缓慢增大到2ω0时，A仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△x是多少？ 【答案】（1） g l μ （2） 3 4 mgl kl mg μ μ - 【解析】 【分析】 （1）物体A随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω0． （2）当角速度达到2ω0时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x． 【详解】 若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提供向心力． （1）当圆盘转速为n0时，A即将开始滑动，此时它所受的最大静摩擦力提供向心力，则有： μmg＝mlω02， 解得：ω0= g l μ 即当ω0＝ g l μ A开始滑动． （2）当圆盘转速达到2ω0时，物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力，需要弹簧的弹力来补充，即：μmg+k△x＝mrω12， r=l+△x 解得： 3 4 mgl x kl mg μ μ - V＝ 【点睛】 当物体相对于接触物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大，这是经常用到的临界条件．本题关键是分析物体的受力情况．

专题12 圆周运动模型(解析版)

2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题12 圆周运动模型 【专题导航】 目录 热点题型一圆周运动的运动学问题 (1) 热点题型二圆周运动中的动力学问题 (4) 模型一车辆转弯问题 (6) 模型二圆锥摆模型 (8) 热点题型三竖直面内圆周运动中的临界问题的分析方法 (11) 模型一汽车过拱桥模型 (12) 模型二轻绳模型 (13) 模型三轻杆模型 (15) 热点题型四圆周运动中的两类临界问题 (17) 热点题型五实验：验证向心力的影响因素 (22) 【题型归纳】 热点题型一圆周运动的运动学问题 【题型要点】1.运动参量

当r 一定时，v 与ω成正比． 当ω一定时，v 与r 成正比． 当v 一定时，ω与r 成反比． 3．对a n ＝v 2 r ＝ω2r 的理解 在v 一定时，a n 与r 成反比；在ω一定时，a n 与r 成正比． 4．常见的传动方式及特点 (1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B . (2)摩擦传动和齿轮传动：如图甲、乙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B .

(3)同轴转动：如图甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比． 【例1】(多选)(2020·辽宁丹东质检)在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点() A．A点和B点的线速度大小之比为1∶1 B．A点和B点的角速度之比为1∶1 C．A点和B点的角速度之比为3∶1 D．以上三个选项只有一个是正确的 【答案】AC 【解析】：题图中三个齿轮边缘线速度相等，A点和B点的线速度大小之比为1∶1，由v＝ωr可得，线速度一定时，角速度与半径成反比，A点和B点角速度之比为3∶1，选项A、C正确，选项B、D错误． 【变式1】(多选)(2019·福建漳州市第二次教学质量监测)明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转．”并附有牛力齿轮翻车的图画如图5所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田．已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为r A>r B>r C，则()