高考物理二轮复习提升训练4圆周运动

合集下载

专题04 圆周运动(解析版)-高考物理计算题专项突破

专题04 圆周运动一、描述圆周运动的物理量及公式：①平均线速度：t s v ∆∆=；（平均速度）②平均角速度：t∆∆=θω；③转速、周期、频率关系：Tf n 1==；④r v ω=，n f T πππω222===，rn rf Trv πππ222===；二、匀速圆周运动的有关公式：①向心力：r mf r T m r m r v m ma F n n 22222244ππω=====；②向心加速度：ωππωv r f r Tr r v a n =====22222244；在解有关圆周运动的计算题时，首先要审清题目，确定研究对象，同时确定圆周运动的轨道平面，然后对题目中的几何关系、物体的运动情况和物体的受力情况（画示意图）进行分析，从而确定圆周运动的圆心、半径，物体运动的线速度、角速度，以及向心力的来源。

最后根据牛顿运动定律或者圆周运动的相关知识列出方程求解即可。

1.火车转弯问题在转弯处，若向心力完全由重力G 和支持力N F 的合力F 合来提供，则铁轨不受轮缘的挤压，此时行车最安全。

R 为转弯半径，θ为斜面的倾角， 2=tan v F F mg mRθ==临向合，所以v 临（1）当v v >临时，即2tan v m mg Rθ>，重力与支持力N F 的合力不足以提供向心力，则外轨对轮缘有侧向压力。

（2）当v v <临时，即2tan v m mg Rθ<，重力与支持力N F 的合力大于所需向心力，则内轨对轮缘有侧向压力。

（3）当v v =临时，2tan v m mg Rθ=，火车转弯时不受内、外轨对轮缘的侧向压力，火车行驶最安全。

2.汽车过拱桥如汽车过拱桥桥顶时向心力完全由重力提供（支持力为零），则据向心力公式2=v F mg m R=向得： v =（R 为圆周半径），故汽车是否受拱桥桥顶作用力的临界条件为：v =临，此时汽车与拱桥桥顶无作用力。

3.圆周运动中常考的临界问题（1）水平面内圆周运动的临界问题，例如圆锥摆、转盘上的物体、火车和汽车转弯等，首先应明确向心力的来源，然后分析临界状态，通过动力学方程r mv ma F 2==，r m ma F 2ω==，r T m ma F 224π==，mr n ma F 224π==来求解。

2024年高考物理二轮复习选择题专项练四含解析

选择题专项练(四)(满分:40分时间:30分钟)一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。

每小题只有一个选项符合题目要求。

1.(2021山东淄博高三二模)负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施,可以大大减少医务人员被感染的可能性,病房中气压小于外界环境的大气压。

若负压病房的温度和外界温度相同,负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体,以下说法正确的是()A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能B.外界气体进入负压病房后体积会缩小C.负压病房内单位体积气体分子数小于外界环境中单位体积气体分子数D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力2.(2021山东济南高三一模)某同学将一网球竖直向上抛出,一段时间后落回原处,此过程中空气阻力大小保持不变,以竖直向上为正方向,下列位移—时间图像中可能正确的是()3.(2021山东泰安高三三模)位于贵州的“中国天眼”(FAST)是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜,通过FAST可以测量地球与木星之间的距离。

当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时,测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍。

若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面,则可知木星的公转周期为()A.(1+k)34年 B.(1+k2)32年C.(1+k2)34年 D.k32年4.(2021湖南衡阳高三一模)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。

如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则()A.机械臂受到的摩擦力方向向上B.小球受到的压力与重力是一对平衡力C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大D.若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动,则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大5.(2021天津高三模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=5∶1,原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,R为阻值随光强增大而减小的光敏电阻,L1和L2是两个完全相同的灯泡,电表均为理想交流电表。

【精品】(全国通用)届高三物理复习能力提升第4章第3课时圆周运动

第3课时圆周运动考纲解读1。

掌握描述圆周运动的物理量及其之间的关系.2。

理解向心力公式并能应用；了解物体做离心运动的条件．1．［匀速圆周运动的条件和性质］质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( ）A．速度的大小和方向都改变B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动C．当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆周运动D．向心加速度大小不变，方向时刻改变答案CD解析匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻变化，A错；它的加速度大小不变,但方向时刻改变，不是匀变速曲线运动,B错,D对；由匀速圆周运动的条件可知,C对．2．[线速度和角速度的关系］甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2,则（)A．ω1〉ω2，v1〉v2B．ω1<ω2，v1<v2C．ω1＝ω2，v1〈v2D．ω1＝ω2，v1＝v2答案C解析由于甲、乙在相同时间内各自跑了一圈，v1＝，v2＝，v1〈v2，由v＝rω，得ω＝，ω＝＝,ω2＝，ω1＝ω2，故C正确．13．[向心力来源的分析］如图1所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来,则衣服（)A．受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用B．所需的向心力由重力提供C．所需的向心力由弹力提供图1D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大答案C解析衣服只受重力、弹力和静摩擦力三个力作用，A错；衣服做圆周运动的向心力为它所受到的合力，由于重力与静摩擦力平衡，故弹力提供向心力，即F N＝mrω2，转速越大，F越大．C对，B、D错．N考点梳理一、描述圆周运动的物理量1．线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量．v＝＝.2．角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．ω＝＝.3．周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．T＝，T＝.4．向心加速度:描述速度方向变化快慢的物理量．a＝rω2＝＝ωv＝r.5．向心力：作用效果产生向心加速度，F＝ma。

2024年新高考二轮物理复习专题——圆周运动

考情透析命题点考频分析命题特点核心素养水平面内圆周运动及临界问题2023：全国甲T4江苏T132022：全国甲T1北京T8河北T10浙江6月T2山东T82021：全国甲T2浙江6月T7广东T4本专题主要涉及水平面内、竖直面内和斜面上的圆周运动基本规律及临界问题等。

高考常以生活中圆周运动的实例为命题背景。

物理观念：能清晰、系统地理解向心力、临界状态的概念和各种圆周运动的规律。

能正确解释关于圆周运动的自然现象，综合应用所学的物理知识解决圆周运动的实际问题。

科学思维：能将较复杂的圆周运动过程转换成标准的物理模型。

能对常见的物理问题进行分析，通过推理，获得结论并作出解释。

竖直面内圆周运动及临界问题斜面上的圆周运动及临界问题热点突破1水平面内圆周运动及临界问题▼考题示例1（2023·湖南·模拟题）（多选）如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，转台以一定角速度ω匀速旋转。

甲、乙两个小物块（可视为质点）质量均为m，分别在转台的A、B两处随陶罐一起转动且始终相对罐壁静止，OA、OB与OO′间的夹角分别为a＝30°和β＝60°，重力加速度大小为g。

当转台的角速度为ω0时，小物块乙受到的摩擦力恰好为零，下列说法正确的是（）A ．ω0＝g RB ．当转台的角速度为ω0时，甲有上滑的趋势C ．当角速度从0.5ω0缓慢增加到1.5ω0的过程中，甲受到的摩擦力一直增大D ．当角速度从0.5ω0缓慢增加到1.5ω0的过程中，甲受到的支持力一直增大答案：BD解析：A 、小物块乙受到的摩擦力恰好为零，重力和支持力的合力提供向心力，即mg tan β＝mω02R sin β,解得：ω0＝2gR,故A 错误；B 、设转台角速度为ω时，物块甲受到的摩擦力为零，重力和支持力的合力提供向心力，mg tan α＝mω2R sin α,解得：ω＝2g3R＜ω0;所以当转速为ω0时，支持力和重力的合力不足以提供向心力，甲有沿内壁切线上滑的趋势，故B 正确；C 、甲的临界角速度ω＝2g3R＞0.5ω0，所以当角速度从0.5ω0缓慢增大到2g3R时，甲有沿内壁切线下滑的趋势，角速度从2g3R缓慢增大到1.5ω0时，甲有沿内壁切线上滑的趋势，摩擦力方向发生了变化，其大小先减小再反向增大，故C 错误；D 、将甲收到的力分解为水平方向和竖直方向，竖直方向的合力为0，即mg ＝N cos α＋f sin α，由C 可知，角速度从0.5ω0缓慢增加到1.5ω0的过程中，先减小再反向增大，则支持力一直在增大，故D 正确；故选：BD 。

2022届高考物理二轮复习卷：圆周运动

2023届高考物理二轮复习卷：圆周运动一、单选题1．（2分）如图所示，水平的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴2.5m处有叠放的甲、乙两小物体与圆盘始终保持相对静止，乙的质量是甲质量的两倍。

甲、乙间的动摩擦因数为0.5，乙与盘面间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

则ω的最大值是（）A．√2rad/s B．1.0rad/s C．25√10rad/s D．25√5rad/s2．（2分）如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。

质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。

A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α>β，则下列说法正确的是（）A．A的向心力小于B的向心力B．容器对A的支持力一定小于容器对B的支持力C．若ω缓慢增大，则A，B受到的摩擦力一定都增大D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力3．（2分）荡秋千是小朋友喜欢的室外活动，若将该过程简化成如图所示的模型（图1为正视图，图2为侧视图），两根等长的轻质悬绳与竖直方向的夹角均为30°，将小朋友视为一个质量m=25kg 的质点。

假设爸爸将小朋友拉至距离秋千最低点高度ℎ=0.5m处轻轻松手，不计一切摩擦和阻力，荡秋千的过程中绳子受到的最大张力为F=125√3N。

重力加速度g=10m/s2。

则轻质悬绳的长度L为（）A．L=2√33m B．L=4√33m C．L=43m D．L=2m二、多选题4．（3分）如图所示，半径为0.4m、粗糙程度处处相同的四分之三圆形管道竖直固定放置，直径AC 水平，B是圆形管道的最低点，D是圆形管道的最高点。

质量为100g的小球从A点正上方1.2m处的点P由静止释放，运动到轨道最低点B时对轨道的压力为8N，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则以下说法错误．．的是（）A．小球沿圆形轨道从A下滑到B的过程中克服摩擦力做功为0.2JB．小球运动到圆形轨道的C点时对轨道的压力大小为4NC．小球沿圆形轨道恰好能通过最高点DD．若将小球从A点正上方与D等高处由静止释放，则小球运动中将会脱离圆形轨道5．（3分）如图所示，水平圆盘可以围绕竖直轴转动。

(新高考)2021届高考物理二轮复习热点4 平抛与圆周运动作业

热点4平抛与圆周运动一、选择题(1～9题为单项选择题，10～12题为多项选择题)1．[2020·河北邢台市调研]如图所示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情景，运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线，将运动员与自行车看做一个整体，下列论述正确的是()A．运动员转弯所需向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供B．运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供C．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心D．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需的向心力2．在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中()A．速度方向和加速度方向都在不断变化B．速度方向与加速度方向之间的夹角一直减小C．在相等的时间间隔内，动量的改变量不相同D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等3.[2020·全国卷Ⅰ，16]如图，一同学表演荡秋千．已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg.绳的质量忽略不计．当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为()A．200 N B．400 NC．600 N D．800 N4.[2020·江苏苏州市期初调研]一小孩站在岸边向湖面抛石子．a、b两粒石子先后从同一位置抛出后，各自运动的轨迹曲线如图所示，两条曲线的最高点位于同一水平线上，忽略空气阻力的影响．关于a、b两粒石子的运动情况，下列说法正确的是() A．在空中运动的加速度a a>a bB．在空中运动的时间t a<t bC ．抛出时的初速度v a >v bD ．入水时的末速度v ′a <v ′b5．[2020·全国卷Ⅱ，16]如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h ，其左边缘a 点比右边缘b 点高0.5h .若摩托车经过a 点时的动能为E 1，它会落到坑内c 点，c 与a 的水平距离和高度差均为h ；若经过a 点时的动能为E 2，该摩托车恰能越过坑到达b 点.E 2E 1等于( )A ．20B ．18C ．9.0D ．3.0 6.一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出，第一只球落在自己一方场地的B 点，弹跳起来后，刚好擦网而过，落在对方场地的A 点处，如图所示，第二只球直接擦网而过，也落在A 点处，设球与地面的碰撞过程没有能量损失，且运动过程不计空气阻力，则两只球飞过球网C 处时水平速度之比为( )A ．1：1B ．1：3C ．3：1D ．1：9 7.如图所示，一重力不计的带电粒子以初速度v 0射入水平放置、距离为d 的两平行金属板间，射入方向沿两极板的中心线．当极板间所加电压为U 1时，粒子落在A 板上的P 点．如果将带电粒子的初速度变为2v 0，同时将A 板向上移动d2后，使粒子由原入射点射入后仍落在P 点，则极板间所加电压U 2为( )A ．U 2＝3U 1B ．U 2＝6U 1C ．U 2＝8U 1D ．U 2＝12U 1 8.AB 板间存在竖直方向的匀强电场，现沿垂直电场线方向射入三种比荷相同的带电微粒(不计重力)，a 、b 和c 的运动轨迹如图所示，其中b 和c 是从同一点射入的．不计空气阻力，则可知粒子运动的全过程( )A ．运动加速度：a a >a b >a cB ．飞行时间：t b ＝t c >t aC ．水平速度：v a >v b ＝v cD ．电势能的减小量：ΔE c ＝ΔE b >ΔE a9．[2020·浙江稽阳联谊学校3月模拟]如图所示，乒乓球的发球器安装在足够大的水平桌面上，可绕竖直转轴OO ′转动，发球器O ′A 部分水平且与桌面之间的距离为h ，O ′A 部分的长度也为h .重力加速度为g .打开开关后，发球器可将乒乓球从A 点以初速度v 0水平发射出去，2gh ≤v 0≤22gh .设发射出去的所有乒乓球都能落到桌面上，乒乓球可视为质点，空气阻力不计．若使该发球器绕转轴OO ′在90°的范围内来回缓慢地水平转动，持续发射足够长时间后，乒乓球第一次与桌面碰撞区域的面积S 是( )A ．2πh 2B ．3πh 2C ．4πh 2D ．8πh 2 10.[2020·湖北八校第二次联考]如图，小球甲从A 点水平抛出，同时将小球乙从B 点自由释放，两小球先后经过C 点时速度大小相等，小球甲的速度方向夹角为30°，已知B 、C 高度差为h ，两小球质量相等，重力加速度为g ，不计空气阻力，由以上条件可知( )A ．小球甲做平抛运动的初速度大小为2 gh3B ．甲、乙两小球到达C 点所用时间之比为3：2C ．A ，B 两点高度差为h4D ．两小球在C 点时重力的瞬时功率大小相等 11.如图所示，某人从同一位置O 以不同的水平速度投出三枚飞镖A 、B 、C ，最后都插在竖直墙壁上，它们与墙面的夹角分别为60°、45°、30°.图中飞镖的指向可认为是击中墙面时的速度方向，不计空气阻力．下列说法正确的是( )A ．三枚飞镖做平抛运动的初速度一定满足v A 0>vB 0>vC 0 B ．三枚飞镖击中墙面时的速度一定满足v A <v B <v C C ．插在墙上的三枚飞镖的反向延长线一定交于同一点D ．三枚飞镖击中墙面时的速度一定满足v A ＝v C >v B 12.如图所示，两个质量均为m 的小球A 、B 套在半径为R 的圆环上，圆环可绕其竖直方向的直径旋转，两小球随圆环一起转动且相对圆环静止．已知OA 与竖直方向的夹角θ＝53°，OA 与OB 垂直，小球B 与圆环间恰好没有摩擦力，重力加速度为g ，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.下列说法正确的是( )A ．圆环旋转的角速度大小为 5g4RB ．圆环旋转的角速度大小为 5g3RC ．小球A 与圆环间摩擦力的大小为75mgD ．小球A 与圆环间摩擦力的大小为15mg二、非选择题 13．单板滑雪U 形池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U 形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°.某次练习过程中，运动员以v M ＝10 m/s 的速度从轨道边缘上的M 点沿轨道的竖直切面ABCD 滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD 的夹角α＝72.8°，腾空后沿轨道边缘的N 点进入轨道．图乙为腾空过程左视图．该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g ＝10 m/s 2, sin 72.8°＝0.96，cos 72.8°＝0.30.求：(1)运动员腾空过程中离开AD 的距离的最大值d ；(2)M、N之间的距离L.14．[2020·江西南昌三模]冬奥会上自由式滑雪是一项极具观赏性的运动．其场地由助滑坡AB(高度差为10 m)、过渡区BDE(两段半径不同的圆弧平滑连接而成，其中DE半径为3 m、对应的圆心角为60°)和跳台EF(高度可调，取h＝4 m)等组成，如图所示．质量60 kg的运动员由A点静止出发，沿轨道运动到F处飞出．运动员飞出的速度须在54 km/h到68 km/h 之间才能在空中完成规定动作．设运动员借助滑雪杆仅在AB段做功，不计摩擦和空气阻力，g取10 m/s2.则(1)为能完成空中动作，则该运动员在AB过程中至少做多少功？(2)为能完成空中动作，在过渡区最低点D处，求该运动员受到的最小支持力；(3)若将该运动员在AB段和EF段视为匀变速运动，且两段运动时间之比为t AB：t EF＝3：1，已知AB＝2EF，则运动员在这两段运动的加速度之比为多少？热点4 平抛与圆周运动1．答案：B 2．答案：B解析：由于小球只受重力作用，做平抛运动，故加速度不变，速度大小和方向时刻在变化，选项A 错误；设某时刻速度与竖直方向的夹角为θ，则tan θ＝v 0v y ＝v 0gt ，随着时间t 变大，tan θ变小，θ变小，故选项B 正确；根据动量定理得Δp ＝mg Δt ，即在相等的时间间隔内，动量改变量相同，故选项C 错误；根据动能定理知，在某段时间内，动能的改变量等于重力做的功，即W G ＝mgh ，对于平抛运动，在相等时间间隔内，竖直位移不相等，所以动能的改变量不相等，故选项D 错误．3．答案：B解析：该同学荡秋千可视为做圆周运动，设每根绳子的拉力大小为F ，以该同学和秋千踏板整体为研究对象，在最低点根据牛顿第二定律得2F －mg ＝m v 2R ，代入数据解得F ＝410N ，故每根绳子平均承受的拉力约为400 N ，故B 项正确，A 、C 、D 项错误．4．答案：D解析：两石子在空中运动的加速度均为g ，选项A 错误；因两石子从同一位置抛出，它们的最高点又在同一水平线上，则竖直方向的运动相同，则在空中的运动时间相同，选项B错误；a 的水平射程小，则根据v 0＝x t 可知，a 的初速度小，选项C 错误；根据v ′＝v 20＋(gt )2可知，a 入水的末速度小，选项D 正确．5．答案：B解析：由平抛运动规律有x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，得v 0＝xg 2y ；动能E k ＝12m v 20＝mgx 24y ∝x 2y，故E 2E 1＝⎝⎛⎭⎫x 2x 12·y 1y 2＝⎝⎛⎭⎫3h h 2·h 0.5h ＝18，故B 正确． 6．答案：B解析：由平抛运动的规律可知，两球分别被击出至各自第一次落地的时间是相等的．由于球与地面的碰撞没有能量损失，设第一只球自击出到落到A 点时间为t 1，第二只球自击出到落到A 点时间为t 2，则t 1＝3t 2.由于两球在水平方向均为匀速运动，水平位移大小相等，设它们从O 点出发时的初速度分别为v 1、v 2，由x ＝v 0t 得：v 2＝3v 1，有v 1v 2＝13，所以两只球飞过球网C 处时水平速度之比为1︰3，选项B 正确．7．答案：D解析：板间距离为d ，射入速度为v 0，板间电压为U 1时，在电场中有：d 2＝12at 2，a ＝qU 1md，t ＝x v 0，解得U 1＝md 2v 20qx 2；A 板上移d 2，射入速度为2v 0，板间电压为U 2时，在电场中有：d ＝12a ′t ′2，a ′＝2qU 23md ，t ′＝x 2v 0，解得U 2＝12md 2v 20qx2，即U 2＝12U 1，选项D 正确． 8．答案：B解析：根据牛顿第二定律得，微粒的加速度为a ＝qE m ，据题qm相同，E 相同，所以a a ＝a b ＝a c ，选项A 错误；三个带电微粒在竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动，由y ＝12at 2得t ＝ 2ya，由图有y b ＝y c >y a ，则t b ＝t c >t a ，选项B 正确；三个带电微粒水平方向都做匀速直线运动，由x ＝v 0t 得v 0＝xt ，由图知x a >x b >x c ，又t b ＝t c >t a ，则v a >v b >v c ，选项C 错误；电场力做功为W ＝qEy ，由于三个微粒的电荷量关系不能确定，所以不能确定电场力做功的大小，也就不能确定电势能减少量的大小，选项D 错误．9．答案：C解析：设乒乓球做平抛运动的时间为t ，则t ＝2hg.当速度最大时，水平位移具有最大值x max ＝v max t ＝22gh ×2hg＝4h ，当速度最小时，水平位移具有最小值x min ＝v min t ＝2gh×2h g ＝2h ，其中v max 、v min 为发射速度的最大值和最小值，又因为发球器O ′A 部分长度也为h ，故乒乓球的落点距竖直转轴距离的范围为3h ≤x ≤5h ，乒乓球第一次与桌面碰撞区域是一个圆心角为90°的宽度为2h 的环形带状区域，其面积为S ＝14×π[(5h )2－(3h )2]＝4πh 2，故选项A 、B 、D 错误，C 正确．10．答案：BC解析：小球乙到C 点的速度为v ＝2gh ，则小球甲在C 点的速度大小也为2gh ，又因为小球甲在C 点速度与竖直方向成30°角，可知水平分速度为2gh2，故A 错误；小球乙运动到C 点时所用的时间满足h ＝12gt 2，得t ＝2hg，而小球甲到达C 点时竖直方向的速度为6gh 2，所以运动时间为t ′＝6gh 2g，所以甲、乙两小球到达C 点所用时间之比为3︰2，故B 正确；A ，B 两点高度差Δh ＝12gt 2－12gt ′2＝h4，故C 正确；由于两球在C 点时竖直方向上的速度不相等，所以两小球在C 点时重力的瞬时功率也不相等，故D 错误．11．答案：ACD解析：飞镖做平抛运动，水平方向上有x ＝v 0t ，速度与竖直方向的夹角的正切值为tan α＝v 0v y ＝v 0gt ，联立解得v 0＝gx tan α，故v A 0>v B 0>v C 0，A 正确；飞镖做平抛运动，速度的反向延长线通过水平方向上的位移的中点，而飞镖的指向表示瞬时速度的方向，故插在墙上的三枚飞镖的反向延长线一定交于同一点，C 正确；根据几何关系知，v ＝v 0sin α＝gxsin αcos α＝2gx sin 2α，则v A ＝v C ＝2gx sin 60°＝43gx ，v B ＝2gx ，故v A ＝v C >v B ，B 错误，D 正确． 12．答案：AD 解析：小球B 与圆环间恰好没有摩擦力，则有小球B 所受到的支持力和重力的合力提供其所需的向心力，由牛顿第二定律得mg tan37°＝mω2R sin37°，解得圆环旋转的角速度大小ω＝ 5g4R，选项A 正确，B 错误；对小球A 进行受力分析，如图所示，由牛顿第二定律得，在水平方向上F N sin θ－F f cos θ＝mω2R sin θ，竖直方向上F N cos θ＋F f sin θ－mg ＝0，解得F f ＝mg5，选项C 错误，D 正确． 13．答案：(1)4.8 m (2)12 m解析：(1)在M 点，设运动员在ABCD 面内垂直AD 方向的分速度为v 1，由运动的合成与分解规律得v 1＝v M sin 72.8°①设运动员在ABCD 面内垂直AD 方向的分加速度为a 1，由牛顿第二定律得 mg cos 17.2°＝ma 1②由运动学公式得d ＝v 212a 1③联立①②③式，代入数据得d ＝4.8 m ④(2)在M 点，设运动员在ABCD 面内平行AD 方向的分速度为v 2，由运动的合成与分解规律得v 2＝v M cos 72.8°⑤设运动员在ABCD 面内平行AD 方向的分加速度为a 2，由牛顿第二定律得 mg sin 17.2°＝ma 2⑥设腾空时间为t ，由运动学公式得t ＝2v 1a 1⑦L ＝v 2t ＋12a 2t 2⑧联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得L ＝12 m ⑨ 14．答案：(1)3 150 J (2)7 300 N (3)2︰3解析：(1)由动能定理得mgh AF ＋W 人＝12m v 2FW 人＝12m v 2F －mgh AF ＝3 150 J(2)从D 点到F 点，根据动能定理有－mg [h ＋R (1－cos 60°)]＝12m v 2F －12m v 2D 其中v F 取为最小值 v F ＝54 km/h ＝15 m/s在D 点：F N －mg ＝m v 2DR解得运动员在D 点承受的最小支持力：F N ＝mg ＋m v 2F ＋2g [h ＋R (1－cos 60°)]R＝7 300 N(3)两段运动的平均速度之比v 1︰v 2＝AB t 1︰EFt 2＝2︰3设滑到B 点速度为v 1，则滑到E 点速度也为v 1，又设滑到F 点速度为v 2.则由v AB ＝v 12，vEF ＝v 1＋v 22，得：v 1＝2v 2 由a 1＝v 1t 1，a 2＝v 1－v 2t 2得：a 1︰a 2＝2︰3.。

高三二轮复习专题突破练(四) 力与曲线运动——圆周运动模型

专题突破练(四)力与曲线运动——圆周运动模型1．(2021·全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。

如图所示，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/s2C．1 000 m/s2D．10 000 m/s2C解析：纽扣在转动过程中角速度为ω＝2πn＝100πrad/s，向心加速度为a＝ω2r≈1 000 m/s2，C正确。

2．(2022·浙江6月选考)下列说法正确的是()A．链球做匀速圆周运动过程中加速度不变B．足球下落过程中惯性不随速度增大而增大C．乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变D．篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关B解析：链球做匀速圆周运动过程中加速度方向时刻变化，A错误；惯性只与质量有关，则足球下落过程中惯性不随速度增大而增大，B正确；乒乓球被击打过程中受到的作用力随着形变量的减小而减小，C错误；篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向有关，D错误。

3．(多选)(2023·山东聊城三模)我国早在先秦时期就有关于运动的思辨，如《庄子》书上记载“飞鸟之影，未尝动也”。

留意生活，我们不难发现两个现象，现象一：停憩在枝头的小鸟能在一刹那飞走；现象二：近处的飞鸟看上去比远处的飞机飞得还要快。

关于以上两个现象，下列解释合理的是()A．现象一的原因是小鸟在起飞时具有较大的速度B．现象一的原因是小鸟在起飞时具有较大的加速度C．现象二的原因是飞鸟和飞机都相对人眼近似做圆周运动但飞鸟的角速度更大D．现象二的原因是飞鸟和飞机都相对人眼近似做圆周运动但飞鸟的角速度更小BC解析：现象一的原因是小鸟在起飞时速度变化很快，即小鸟具有较大的加速度，A错误，B正确；现象二的原因是飞鸟和飞机都相对人眼近似做圆周运动但飞鸟的角速度更大，所以看上去近处的飞鸟比远处的飞机飞得还要快，C正确，D错误。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

提升训练4 圆周运动1.(2017江苏小高考,9)如图所示,汽车雨刮器在转动时,杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为ωA、ωB,线速度大小为v A、v B,则()A.ωA<ωB,v A=v BB.ωA>ωB,v A=v BC.ωA=ωB,v A<v BD.ωA=ωB,v A>v B2.(2017浙江选考10月,3)获得2017年诺贝尔物理学奖的成果是()A.牛顿发现了万有引力定律B.卡文迪许测定了引力常量C.爱因斯坦预言了引力波D.雷纳·韦斯等探测到了引力波3.(2016浙江嘉兴模拟3月,2)如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图。

已知质量为60 kg的学员在A点位置,质量为70 kg的教练员在B点位置,A点的转弯半径为5.0 m,B点的转弯半径为4.0 m,学员和教练员均可视为质点,则运动()A.周期之比为5∶4B.线速度大小之比为1∶1C.向心加速度大小之比为4∶5D.受到的合力大小之比为15∶144.[2016浙江温州模拟(二),3]如图所示为自行车示意图。

自行车的大齿轮通过链条和后轮中小齿轮连接,转动时链条不松动。

小齿轮与后轮共轴一起转动。

假若大齿轮的半径为a,小齿轮半径为b,后轮半径为c。

正常运行时,自行车匀速前进速度大小为v。

则下列说法中错误的是()A.后轮转动的角速度为B.大齿轮转动的角速度为C.小齿轮边缘某点转动的向心加速度为()2bD.大齿轮边缘上某点转动的向心加速度为5.(2017浙江温州模拟2月,4)洗衣机脱水时有一件衣物附在竖直筒壁上,如图所示,则下列说法正确的是()A.衣物受到重力,筒壁对它的弹力、摩擦力及向心力共四个力的作用B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁对它的弹力提供C.筒的转速增大时,筒壁对衣物的摩擦力增大D.筒的转速增大时,筒壁对衣物的弹力保持不变6.(2015浙江选考10月,8)质量为30 kg的小孩坐在秋千板上,秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m。

小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放,小孩沿圆弧运动至最低点时,她对秋千板的压力约为( )A.0B.200 NC.600 ND.100 N7.[2016—2017学年浙江杭州建人高复高三(下)第四次月考,8]奥运会单杠比赛中有一个“单臂大回环”动作,难度系数非常大。

假设运动员质量为m,单臂抓杠身体下垂时,手掌到人体重心的距离为l,在运动员单臂回转从顶点倒立(已知此时速度为0)转动至最低点的过程中(可将人视为质量集中于重心的质点,且不考虑手掌与单杠间的摩擦力,重力加速度为g),下列分析正确的是()A.运动员在最低点处速度大小是B.运动员在最低点处的加速度大小是3gC.在最低点时运动员手臂拉力是其自身重力的3倍D.经过最低点时运动员的角速度最大,为28.一轻杆一端固定一质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是()A.小球过最高点时,杆所受的弹力不可以为零B.小球过最高点时最小速度为C.小球过最高点时,杆对球的作用力方向可以与球所受重力方向相反D.小球过最高点时,杆对球的作用力方向一定与小球所受重力方向相同9.(2016上海单科,16)风速仪结构如图(a)所示。

光源发出的光经光纤传输,被探测器接收,当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被遮挡。

已知风轮叶片转动半径为r,每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。

若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示,则该时间段内风轮叶片()A.转速逐渐减小,平均速率为B.转速逐渐减小,平均速率为C.转速逐渐增大,平均速率为D.转速逐渐增大,平均速率为10.(2016海南单科,3)如图,光滑圆轨道固定在竖直面内,一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。

已知小球在最低点时对轨道的压力大小为F N1,在高点时对轨道的压力大小为F N2。

重力加速度大小为g,则F N1-F N2的值为()A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg11.(2017浙江名校协作体模拟,10)2016年10月17日7时30分,我国神舟十一号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射。

2名航天员乘坐神舟十一号载人飞船在距地面393千米的轨道上与天宫二号对接,完成30天的中期驻留,每天绕地球约16圈。

神舟十一号充分继承了神舟十号的技术状态,同时为了适应本次任务要求而进行了多项技术改进。

神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393千米,神舟十号与天宫一号对接时,轨道高度是343千米。

则()A.神舟十一号周期大于地球自转周期B.神舟十一号飞行速度大于第一宇宙速度C.神舟十一号运行的加速度小于同步卫星的加速度D.神舟十一号与天宫二号结合时比神舟十号与天宫一号结合时速度小12.(2016—2017学年浙江杭州五县高三上期中,9)据英国《每日邮报》2015年3月6日报道,“格利泽581d”行星大小约为地球的3倍,是人类在太阳系之外发现的第一个位于宜居带中的行星,被称为“超级地球”。

它距离地球22光年,在浩瀚的宇宙中算得上是“邻居”。

在以“格利泽581”为中心绕转的多颗行星中,“格利泽581c”“格利泽581d”分别与“格利泽581”的距离之比为7∶22,则这两颗行星()A.格利泽581d的周期大B.格利泽581d的线速度大C.格利泽581d的角速度大D.格利泽581d的向心加速度大13.(2016—2017学年浙江名校协作体高三上联考,8)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射,将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。

“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道。

此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7。

G7属地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米),它将使北斗系统的可靠性进一步提高。

下列说法正确的是( )A.这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/sB.通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方C.量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小D.量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小14.(2017浙江选考10月,7)如图所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图,则卫星()A.在a轨道运行的周期为24 hB.在b轨道运行的速度始终不变C.在c轨道运行的速度大小始终不变D.在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的答案：1.D解析杆上A、B两点绕O点的转动属于同轴转动,所以角速度相等,故ωA=ωB;由于r A>r B,根据v=rω,v A>v B;所以选项A、B、C错误,D正确。

2.D解析 2017年最热门的物理学发现是引力波,所以答案为D。

3.D解析 A.A、B两点同轴转动周期相等、角速度相等,故A错误。

B.根据v=rω知,半径之比为5∶4,则线速度之比为5∶4,故B错误。

C.根据a=rω2知,半径之比为5∶4,则向心加速度大小之比为5∶4,故C错误。

D.根据F=ma知,向心加速度之比为5∶4,质量之比为6∶7,则合力大小之比为15∶14,故D正确。

4.B解析 A.后轮的线速度为v,则后轮转动的角速度ω=,故A正确。

B.小齿轮和后轮共轴转动,角速度相等,则小齿轮的角速度为,根据小齿轮和大齿轮线速度大小相等,有·b=ω'a,解得大齿轮的角速度ω'=,故B错误。

C.小齿轮边缘某点转动的向心加速度a小=b,故C正确。

D.大齿轮边缘上某点转动的向心加速度a大=aω'2=,故D正确。

5.B解析 A、B.衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用,弹力提供向心力,不要重复分析受力,故A错误,B正确。

C、D.筒壁的弹力F提供衣物的向心力,得到F N=mω2R=m(2πn)2R,转速n增大时,弹力F也增大;衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动,衣物的重力与静摩擦力平衡,筒的转速增大时,摩擦力不变。

故C、D错误。

6.C解析小孩沿圆弧运动到最低点时,只有重力做功,系统机械能守恒,即mg·1.25 m=mv2,在最低点根据牛顿第二定律有F-mg=m,联立解得F=600 N,由牛顿第三定律可知她对秋千板的压力约为600 N,选项C正确,A、B、D错误。

7.D解析 A.运动员单臂回转从顶点倒立(此时速度为0)转动至最低点的过程中,根据动能定理,有2mgl=mv2,解得v=2,故A错误。

B.最低点处的加速度大小为a==4g,故B错误。

C.在最低点时,对运动员受力分析有F T-mg=ma,解得F T=5mg,故C错误。

D.经过最低点速度最大,所以角速度最大,大小为ω==2,故D正确。

8.C解析小球过最高点时,当球的速度为v=时,杆所受的弹力为零,选项A错误。

因为轻杆在最高点时对小球能够提供支持力,故小球过最高点时的最小速度是零,选项B错误。

小球过最高点时,杆对球的作用力可以是向上的支持力,也可以是向下的拉力,选项C正确,D错误。

9.B解析根据图(b)可判断光被遮挡的时间间隔越来越大,说明风轮越转越慢,凸轮每挡光一次,凸轮就转过一个周期,风轮转过的周期数为凸轮的n倍,即为4n,风轮叶片转过的总的弧长为l=4n×2πr,所用时间为Δt,故平均速率为,B选项正确。

10.D解析设小球在最低点速度为v1,在最高点速度为v2,在根据牛顿第二定律,有在最低点:F N1-mg=m在最高点:F N2+mg=m同时从最高点到最低点,根据动能定理,有mg·2R=联立以上三个方程式可以得到F N1-F N2=6mg,故选项D正确。

11.D解析 A.由题,神舟十一号载人飞船每天绕地球约16圈,所以神舟十一号周期小于地球自转周期,故A错误。

B.飞船绕地球做匀速圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,则有=m r=m=ma则得T=2π,v=,a=。

由于神舟十一号的轨道半径大于地球的半径,所以神舟十一号飞行速度小于第一宇宙速度,故B错误。

C.神舟十一号周期小于地球自转周期,即小于同步卫星的周期;根据T=2π可知神舟十一号轨道半径小于同步卫星的轨道半径;由a=,神舟十一号运行的加速度大于同步卫星的加速度,故C错误。

D.神舟十号的轨道半径小于神舟十一号的轨道半径,由v=,得知神舟十号的线速度大于神舟十一号,故D正确。

12.A解析根据万有引力提供向心力,G=ma=m=mω2r=r得周期T=,线速度v=,角速度ω=,向心加速度a=。

根据题意,“格利泽581c”“格利泽581d”分别与“格利泽581”的距离之比为7∶22,即格利泽581d的轨道半径大,则其周期大,线速度、角速度、向心加速度小,故A正确,B、C、D错误。

13.C解析 A.同步卫星的环绕速度小于第一宇宙速度,选项A错误。