2019-2020年高中物理 5.7生活中的圓周運(yùn)動 提高鞏固練習(xí) 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 5.7生活中的圓周運(yùn)動 提高鞏固練習(xí) 新人教版必修2【鞏固練習(xí)】 一、選擇題：1、如圖所示，一個球繞中心軸線以角速度做勻速圓周轉(zhuǎn)動，則( )Aa、b兩點(diǎn)線速度相同Ba、b兩點(diǎn)角速度相同C若30，則a、b兩點(diǎn)的速度之比D若30，則a、b兩點(diǎn)的向心加速度之比2、如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁滑下，半球形金屬殼豎直放置，開口向上，滑到最低點(diǎn)時速度大小為v，物塊與球殼之間的摩擦因數(shù)為，則物塊在最低點(diǎn)時，下列說法正確的是( )A.受到的向心力是 B.受到的摩擦力為 C.受到的摩擦力為 D.受到的合力方向?yàn)樾毕蜃笊戏?、如圖所示，半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A。今給它一個水平初速度，則物體將（ ）A. 沿球面下滑至M點(diǎn)B. 沿球面下滑至某一點(diǎn)N，便離開球面做斜下拋運(yùn)動C. 按半徑大于R的新的圓弧軌道做圓周運(yùn)動D. 立即離開半圓球面做平拋運(yùn)動4、如圖所示，甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3若甲輪的角速度為，則丙輪的角速度為( ) A B C D5、如圖所示是說明向心力和質(zhì)量、半徑之間關(guān)系的裝置，球A和球B可以套在水平光滑桿上無摩擦地滑動。兩球之間用一根繩連接，當(dāng)儀器裝置以勻速轉(zhuǎn)動時，兩球離轉(zhuǎn)軸的距離保持不變，則這時（ ）A. A和B球受到的向心力分別是繩子對它的拉力B. A球受到的向心力大于B球受到的向心力；C. 一定等于D. 當(dāng)增大時，A球?qū)⑾蛲膺\(yùn)動 6、如圖所示兩個相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動的輪A和輪B水平放置。兩輪的半徑。當(dāng)主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時，在A輪的邊緣上放置的小木塊恰能相對靜止在A輪的邊緣上。若將小木塊放置在B輪上，欲使木塊相對B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為( )A. B. C. D.7、如圖所示為某一皮帶傳動裝置主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑下列說法正確的是( ) A從動輪沿順時針轉(zhuǎn)動 B從動輪沿逆時針轉(zhuǎn)動 C從動輪的轉(zhuǎn)速為 D從動輪的轉(zhuǎn)速為8、如圖所示是一個玩具陀螺a、b、c是陀螺上的三個點(diǎn)當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是( ) Aa、b、c三點(diǎn)的線速度大小相等 Ba、b、c三點(diǎn)的角速度相等 Ca、b的角速度比c的大 Dc的線速度比a、b的大二、填空題：1、質(zhì)量m的小球用細(xì)線懸于O點(diǎn)且可在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)時的速度，此時細(xì)線的張力是_，若到達(dá)最高點(diǎn)的速度，則此時細(xì)線的張力是_（假設(shè)細(xì)線未斷）。2、如圖所示，半徑為R的圓盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動，其正上方h處沿OB方向水平拋出一小球，要使球與盤只碰一次，且落點(diǎn)為B，則小球的初速度v_，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度_3、如圖(1)是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時，接收器可以接收反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來如圖(2)所示 (1)若圖(2)中示波器顯示屏橫向的每大格(5小格)對應(yīng)的時間為5.00s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為_r/s(保留3位有效數(shù)字) (2)若測得圓盤直徑為10.20 cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為_cm(保留3位有效數(shù)字)三、計(jì)算題：1、如圖所示，豎直圓筒內(nèi)壁光滑，半徑為R，頂部有入口A，在A的正下方h處有出口B，一質(zhì)量為m的小球從A處沿著切線方向的水平槽射入桶內(nèi)，要使球從B處飛出，小球射入A的速度應(yīng)該滿足什么條件？在運(yùn)動過程中球?qū)ν暗膲毫Χ啻螅?、飛行員從俯沖狀態(tài)往上拉時，會發(fā)生黑視，第一次是因?yàn)檠獕航档?，?dǎo)致視網(wǎng)膜缺血，第二次是因?yàn)榇竽X缺血，問：（1）血壓為什么會降低？（2）血液在人體中起的作用是什么？ （3）為了使飛行員適應(yīng)這種情況，要在如圖所示的儀器中進(jìn)行訓(xùn)練，飛行員坐在一個在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的艙內(nèi)，要使飛行員受到的加速度a=6g，則轉(zhuǎn)速需要多少？（圓周運(yùn)動的半徑R=20m）O3、 在半徑為0.2m的水平轉(zhuǎn)臺的邊緣處放一個0.5kg的物體A，在離轉(zhuǎn)軸0.1m處立一根直桿，桿頂系一根長0.3m的細(xì)繩，繩的另一端拴一個0.1kg的小球B，當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，A和B隨轉(zhuǎn)臺一起做勻速圓周運(yùn)動，拴小球B的細(xì)繩與直桿成30角，如圖所示，求：(1)使A、B做勻速圓周運(yùn)動的向心力各是什么力？各有多大？(2)若角速度變大將發(fā)生什么現(xiàn)象？4、如圖所示，直徑為d的紙制圓筒以角速度繞垂直于紙面的軸O勻速運(yùn)動（圖示為截面）從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時，在圓周上留下a、b兩個彈孔已知aO與bO夾角為，求子彈的速度若無旋轉(zhuǎn)不到半周的限制，則子彈的速度又如何？5、地球的表面可以看成是一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑R（約為6400Km）。地面有一輛汽車，重力是G=mg，地面對它的支持力是FN。如圖所示，汽車沿著南北方向行駛并不斷加速，會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度達(dá)到一定的程度時，地面對車的支持力等于零？如果出現(xiàn)這種情況的話，駕駛員與座椅之間的壓力是多少？駕駛員各部分之間的壓力是多少？他這時可能有什么感覺？（g取10m/s2）6、如圖所示為錄音機(jī)在工作時的示意圖，輪子1是主動輪，輪子2為從動輪，輪1和輪2就是磁帶盒內(nèi)的兩個轉(zhuǎn)盤，空帶一邊半徑為r10.5cm，滿帶一邊半徑為r23cm，已知主動輪轉(zhuǎn)速不變，恒為n136 r/min，試求： (1)從動輪2的轉(zhuǎn)速變化范圍； (2)磁帶運(yùn)動的速度變化范圍【答案及解析】一、選擇題：1、B、C、D解析:由于a、b兩點(diǎn)在同一球上，因此a、b兩點(diǎn)的角速度相同，選項(xiàng)B正確；而據(jù)vr可知，選項(xiàng)A錯誤；由幾何關(guān)系有，當(dāng)30時，則，選項(xiàng)C正確；由，可知，選項(xiàng)D正確2、D解析：物體在最低點(diǎn)的向心力是，所以選項(xiàng)A錯誤；受到的摩擦力是，所以BC選項(xiàng)都錯誤；因?yàn)槲飰K受到水平向左的摩擦力和豎直向上的向心力，這兩個力的合力就是物塊受到的合力，所以合力的方向是斜向左上方，D選項(xiàng)正確。3、D解析：對小物體在頂部A處用牛頓第二定律，將代入上式得到，球面對球的支持力F=0，因此，小球在不計(jì)空氣阻力的情況下，只受重力以水平速度拋出，做平拋運(yùn)動，所以D選項(xiàng)正確。4、A解析：本題屬于摩擦傳動，摩擦傳動的特點(diǎn)是各個輪邊緣的線速度大小相等，即v1v2v3，即有，顯然選項(xiàng)A正確5、AC解析：A、B兩個球受到的向心力是一對相互作用力，且相同的時間轉(zhuǎn)過的角度一定相同，所以；由向心力公式可知，它們的軌道半徑與其質(zhì)量成反比，所以一定等于，選項(xiàng)AC正確。只要A、B兩個球的軌道半徑滿足與質(zhì)量成反比關(guān)系，無論角速度多大，兩個小球總是保持在原來的軌道上運(yùn)動，既不離心運(yùn)動也不會向心運(yùn)動。6、C解析：由圖可知，主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時，A、B兩輪邊緣上的點(diǎn)的線速度大小相等，由由于小木塊恰能在A輪邊緣上靜止，則由靜摩擦力提供的向心力達(dá)到最大值 。設(shè)小木塊放在B輪上能使木塊相對靜止的距B轉(zhuǎn)軸的最大距離為r，則向心力由最大靜摩擦力提供，故，所以選項(xiàng)C正確。7、BC解析：主動輪是輪子帶動皮帶動，從動輪是皮帶帶動輪子動，分析從動輪所受皮帶施加的摩擦力的方向，不難看出從動輪在沿逆時針轉(zhuǎn)動，故B選項(xiàng)正確；又由于皮帶不打滑，輪緣的線速度相同，由v2r得從動輪的轉(zhuǎn)速為，C選項(xiàng)正確所以本題的正確答案為B、C8、B解析：a、b、c三點(diǎn)的角速度相同，而線速度不同，由vr得，故B對，A、C、D錯二、填空題：1、0，3mg解析：當(dāng)球的線速度時，對小球在最高點(diǎn)處用牛頓第二定律：，解得線的拉力是；當(dāng)球的線速度時，對小球在最高點(diǎn)處用牛頓第二定律：，解得線的拉力是；2、 （n1，2，3，）解析：小球做平拋運(yùn)動，在豎直方向上，則運(yùn)動時間，則運(yùn)動時間又因?yàn)樗轿灰茷镽，所以球的速度在時間t內(nèi)盤轉(zhuǎn)過的角度，又因?yàn)椋瑒t轉(zhuǎn)盤角速度3、(1)4.55 (2)1.46解析：(1)轉(zhuǎn)速， 由圖可知：T0.22s， (2)每個周期內(nèi)接收到信號的時間， 弧長， 可得1.46 cm 三、計(jì)算題：1、(1) 球自由落體運(yùn)動到桶底的時間t必須是圓周運(yùn)動周期T的整數(shù)倍。(2) 解析：小球射入桶內(nèi)的運(yùn)動可以分解為兩個分運(yùn)動：一個是水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動，一個是豎直方向上的自由落體運(yùn)動。要使得小球從B處射出，必須滿足的條件是小球落到桶底的這段時間內(nèi)，水平方向完成了整數(shù)個圓周，也就是說，球自由落體運(yùn)動到桶底的時間t必須是圓周運(yùn)動周期T的整數(shù)倍。 在豎直方向： 在水平方向：解得小球射入速度是在水平方向球?qū)ν氨诘膲毫Υ笮〉扔谕氨趯τ谇虻膹椓?，這個彈力提供向心力使球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得2、解析：（1）飛機(jī)從俯沖狀態(tài)往上拉時，人體處于超重狀態(tài)，血液因?yàn)殡x心運(yùn)動而向人體的下部分聚集，心臟不能像平常狀態(tài)運(yùn)輸血液，導(dǎo)致血壓降低。（2）血液在人體中的作用是：通過血液循環(huán)，將從肺部獲取的氧氣，以及從消化器官獲取的營養(yǎng)，運(yùn)送到人體的各個器官，供給生理活動需要，并帶走代謝所產(chǎn)生的廢物。（3）由向心加速度的計(jì)算公式可得：儀器的轉(zhuǎn)速3、解析：(1)物體A隨轉(zhuǎn)臺一起做勻速圓周運(yùn)動，和轉(zhuǎn)臺保持相對靜止，重力跟支持力平衡，轉(zhuǎn)臺對A的靜摩擦力就是使A做勻速圓周運(yùn)動所需向心力，如圖所示。設(shè)轉(zhuǎn)動時角速度為， 則有： 小球B由繩子拴著隨轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動做勻速圓周運(yùn)動時，它所需的向心力是它的重力和繩子對它的拉力的合力，即： 從式得： rad/s rad/s所以： (2)如果角速度增大，則A和B所需的向心力也相應(yīng)增大。A的向心力是轉(zhuǎn)臺對它的靜摩擦力，在最大靜摩擦力的范圍內(nèi)，物體A仍將隨轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動而做勻速圓周運(yùn)動。由于，當(dāng)時，靜摩擦力就不足以提供A所需的向心力，物體A就將脫離轉(zhuǎn)臺沿切線方向飛出。 當(dāng)角速增大時，物體B將升高，繩子和直桿間的夾角增大，這樣它的重力和繩子對它的拉力的合力也相應(yīng)增大，以適應(yīng)所需向心力的增大；角速度愈大，B將升得愈高，張角也愈大。由于B的升高，拉力隨之增大，如果越過了繩所能承受的最大拉力，繩將被拉斷而B即沿切線方向飛出。4、 （n0，1，2，）解析：設(shè)子彈速度為v，則子彈穿過圓筒的時間此時間內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過的角度據(jù)，得則子彈的速度本題中若無旋轉(zhuǎn)不到半圓的限制，則在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度則子彈的速度（n0，1，2，）5、解析：汽車在重力mg和地面對它的支持力F的作用下繞地心做勻速圓周運(yùn)動 (這里忽略了空氣的阻力)，由牛頓第二定律得到： 所以隨著車速的增大，地面對車的支持力不斷減小，如果車的速度達(dá)到某一個值使得，那么地面對車的支持力等于零。此時，車的速度是：也就是說，只要車速達(dá)到8Km/s，它對于地面的壓力等于零。此時車只由重力提供向心力使它繞地球做勻速圓周運(yùn)動，車處于完全失重狀態(tài)。坐在車中的駕駛員如衛(wèi)星中的宇航員完全一樣，對座椅的壓力為零，處于漂浮狀態(tài)。宇航員身體各個部分之間的壓力也為零，是完全失重的感覺。6、（1）6 r/min216 r/min（2）0.019 m/s0.113 m/s解析：本題應(yīng)抓住主動輪(r1)的角速度恒定不變這一特征，再根據(jù)同一時刻兩輪磁帶走動的線速度相等，從磁帶轉(zhuǎn)動時半徑的變化來求解 (1)因?yàn)?，且兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度相等，所以，即 當(dāng)r23cm時，從動輪2的轉(zhuǎn)速最小，當(dāng)磁帶走完，即r20.5cm，r13cm時，從動輪2的轉(zhuǎn)速最大，為，故從動輪2的轉(zhuǎn)速變化范圍是6 r/min216 r/min(2)由得知：cm時，cm時，故磁帶的速度變化范圍是0.019 m/s0.113 m/s