高考物理一轮复习 第四章《曲线运动与万有引力》微专题5 圆周运动的临界问题课时冲关 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
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1、微专题5 圆周运动的临界问题一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看做是做半径为R的圆周运动设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于()A. B. C. D. 解析:B考查向心力公式汽车做匀速圆周运动,向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供,且向心力方向水平,大小F向mgtan ,根据牛顿第二定律:F向m,tan ,解得汽车转弯时的车速v ,
2、B对2如图,长为L的轻杆一端固定质量为m的小球,另一端有固定转轴O.现使小球在竖直平面内做圆周运动P为圆周轨道的最高点若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为 ,则以下判断正确的是()A小球不能到达P点B小球到达P点时的速度小于C小球能到达P点,但在P点不会受到轻杆的弹力D小球能到达P点,且在P点受到轻杆向下的弹力解析:B根据机械能守恒定律2mgLmv2mv,可求出小球在P点的速度为 ,故B正确,A错误小球在P点所需要的向心力Fmg,故小球在P点受到轻杆向上的弹力,故C、D均错误3(2016湛江质检)半径为R的光滑半圆球固定在水平面上如图所示,顶部有一个物体A,今给A一个水平初速度v0,则A将(
3、)A沿球面下滑至M点B沿球面下滑至某一点N,便离开球面做斜下抛运动C按半径大于R的新圆弧轨道做圆周运动D立即离开半圆球做平抛运动解析:D给A一个水平初速度v0,则F向mg,即重力恰好提供向心力,物体与半圆球无相互作用A将不沿半圆球表面运动,而是脱离球表面做平抛运动4雨天野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“沉重”如果将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就被甩下来如图所示,图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则()A泥巴在图中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度B泥巴在图中的b、d位置时最容易被甩下
4、来C泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来D泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来解析:C当后轮匀速转动时,由aR2知a、b、c、d四个位置的向心加速度大小相等,A错误在角速度相同的情况下,泥巴在a点有Famgm2R,在b、d两点有FbFdm2R,在c点有Fcmgm2R.所以泥巴与轮胎在c位置的相互作用力最大,最容易被甩下来,故B、D错误,C正确5如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3 s后又恰好垂直与倾角为45的斜面相碰已知半圆形管道的半径为R1 m,小球可看做质点且其质量为m1 kg,g取10
5、 m/s2.则()A小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.0 mB小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9 mC小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小是1 ND小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小是2 N解析:C根据平抛运动的规律,小球在C点的竖直分速度vygt3 m/s,水平分速度vxvytan 453 m/s,则B点与C点的水平距离为xvxt0.9 m,选项A、B错误;在B点设管道对小球的作用力方向向下,根据牛顿第二定律,有FNBmgm,vBvx3 m/s,解得FNB1 N,负号表示管道对小球的作用力方向向上,选项C正确,D错误6(2017湖南株洲二中
6、月考)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,如图甲所示,设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为,线的张力为T,则T随2变化的图象是图乙中的()解析:B设绳长为L,锥面与竖直方向夹角为,当0时,小球静止,受重力mg、支持力N和绳的拉力T而平衡,Tmgcos 0,A错误;增大时,T增大,N减小,当N0时,角速度为0,当0时,小球离开锥面,绳与竖直方向夹角变大,设为,由牛顿第二定律得Tsin m2Lsin ,所以TmL2,可知T2图线的斜率变大,所以B正确,C、D错误二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错或不答的得0
7、分)7(68520107)(2017江苏扬州中学月考)如图所示,叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为,B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力以下说法中不正确的是()AB对A的摩擦力一定为3mgBC与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力C转台的角速度一定满足 D转台的角速度一定满足 解析:ABD对A受力分析,受重力、支持力以及B对A的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有fBA3m2r3mg,故A错误;由于A与C转动的角速度相同,由摩擦力提供向心力有fCm
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