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高考物理总复习4.3圆周运动课时作业新人教版必修2
高考物理总复习4.3圆周运动课时作业新人教版必修2
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【与名师对话】高考物理总复习4.3圆周运动课时作业新人教版必修21.计算机硬盘内部结构如图所示,读写磁头在计算机的指令下移动到某个位置,硬盘盘面在电机的带动下高速旋转,通过读写磁头读写下方磁盘上的数据.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7200r/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的时间都相等D.5400r/min与7200r/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解析:根据v=2πnr可知转速大的读写速度快,所以A选项是正确的.根据t==可知B选项错,C选项正确.根据an=(2πn)2r可知D选项错误.答案:AC2.(2022·安徽联考)摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车,如右图所示.当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜,抵消离心力的作用;行走在直线上时,车厢又恢复原状,就像玩具“不倒翁”一样.假设有一超高速列车在水平面内行驶,以360km/h的速度拐弯,拐弯半径为1km,则质量为50kg的乘客,在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为(g取10m/s2)( )A.500NB.1000NC.500ND.0解析:乘客所需的向心力:F=m=500N,而乘客的重力为500N,故火车对乘客的作用力大小为500N,C正确.答案:C3.如右图所示,在绕中心轴OO′转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动.在圆筒的角速度逐渐增大的过程中,物体相对圆筒始终未滑动,下列说法中正确的是( )A.物体所受弹力逐渐增大,摩擦力大小一定不变B.物体所受弹力不变,摩擦力大小减小了C.物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角不为零D.物体所受弹力逐渐增大,摩擦力大小可能不变解析:5\n在圆筒的角速度逐渐增大的过程中,物体相对圆筒始终未滑动,则摩擦力的竖直分量与重力平衡,切线分量与速度方向相同,使物体速度增加,所以物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角不为零,C正确;物体的向心力由弹力提供,随着速度增加,向心力增加,物体所受弹力逐渐增大,如果圆筒的角速度均匀增加,则摩擦力大小不变,A、B错误,D正确.答案:CD4.在地球表面上,除了两极以外,任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动,当同一物体先后位于a和b两地时,下列表述正确的是( )A.该物体在a、b两地所受合力都指向地心B.该物体在a、b两地时角速度一样大C.该物体在b时线速度较大D.该物体在b时的向心加速度较小解析:地球自转,地球上的物体将绕着地轴做匀速圆周运动,它们的圆心都在地轴上,轨迹在垂直于地轴的平面上,a、b两点不同纬度,它们到地轴的距离不同,即它们做圆周运动的半径不同,ra<rb.物体在a、b两地所受合力方向应垂直于地轴且指向地轴,A选项错误;a、b两地角速度相同,且ra<rb,根据v=ωr,物体在b时线速度较大,B、C选项正确;根据a=ω2r可得,物体在b时的向心加速度较大,D选项错误.答案:BC5.(2022·湖南省五市十校高三第一次联合检测)如图所示,质量为m的物体,沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直固定放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )A.受到的向心力为mg+mB.受到的摩擦力为μmC.受到的摩擦力为μD.受到的合力方向斜向左上方解析:物体在最低点做圆周运动,则有FN-mg=m,解得FN=mg+m,故物体受到的滑动摩擦力为Ff=μFN=μ,选项A、B错误,选项C正确.水平方向受到向左的摩擦力,竖直方向受到的合力向上,故物体所受到的合力斜向左上方,选项D正确.答案:CD6.如图所示,“小飞侠”科比在带球过人时身体与地面的夹角为60°,为保持身体稳定,地面对运动员的力必须与身体平行.若其转弯半径约为5m,重力加速度g=10m/s2,则“小飞侠”此时运动的速度大小约为( )A.2m/s B.5m/sC.9m/s D.12m/s解析:5\n将运动员看做质点,在题图状态下可以将其看做做圆周运动.运动员此时受到重力、地面弹力和地面摩擦力,其中摩擦力提供向心力.根据题设条件“为保持身体稳定,地面对运动员的力必须与身体平行”可得:mgtan30°=m,代入题设数据解得v≈5m/s,所以选项B正确.答案:B7.无缝钢管的制作原理如图所示,竖直平面内,管状模型置于两个支承轮上,支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动,铁水注入管状模型后,由于离心作用,紧紧地覆盖在模型的内壁上,冷却后就得到无缝纲管.已知管状模型内壁半径R,则下列说法正确的是( )A.铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上B.模型各个方向上受到的铁水的作用力相同C.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁,此时仅重力提供向心力D.管状模型转动的角速度ω最大为解析:A中在惯性参考系中物体不受离心力作用,A错;模型最下部受到铁水的作用力最大,最上方受到的作用力最小,B错误;最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁,则重力提供向心力,由mg=mω2R可得ω=,故管状模型转动的角速度ω至少为,C正确,D错误.答案:C8.在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆,轻杆的下端分别固定两个金属小球.当发动机带动竖直硬质细杆运动时,两个金属球可在水平面上做匀速圆周运动,如图所示,设与金属球连接的两轻杆的长度均为l,两金属球的质量均为m.各杆的质量均可忽略不计.当发动机加速运转时,轻杆与竖直杆的夹角从30°增加到60°,忽略各处的摩擦和阻力,求这一过程中速度变为原来的多少倍.解析:由题意,当轻杆与竖直杆夹角为30°时,金属球做圆周运动,有:mgtan30°=m,R1=lsin30°,所以v1=同理,当轻杆与竖直杆夹角为60°时,有:mgtan60°=m,R2=lsin60°,所以v2= 故=.答案:9.有一半径为R的圆台在水平面上绕竖直轴匀速转动,圆台边缘上有A,B两个圆孔且在一条直线上,在圆心O点正上方R高处以一定的初速度水平抛出一小球,抛出那一时刻速度正好沿着OA方向,为了让小球能准确地掉入孔中,小球的初速度和圆台转动的角速度分别应满足(重力加速度为g)( )5\nA.,2kπ(k=1,2,3…)B.,kπ(k=1,2,3…)C.,kπ(k=1,2,3…)D.,2kπ(k=1,2,3…)解析:小球抛出后做平抛运动,设运动时间为t,则R=gt2,R=v0t,t=,要使小球落入孔中,在t时间内,圆台转过的角度为kπ,k为正整数,即:ωt=kπ,ω==kπ,k=1,2,3,…,v0==R=,选项B正确.答案:B10.如图所示,是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置.该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺,带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在转动轴上,小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动.当转盘不转动时,指针指在O处,当转盘转动的角速度为ω1时,指针指在A处,当转盘转动的角速度为ω2时,指针指在B处,设弹簧均没有超过弹性限度.则ω1与ω2的比值为( )A.B.C.D.解析:小球随转盘转动时由弹簧的弹力提供向心力.设标尺的最小分度的长度为x,弹簧的劲度系数为k,则有kx=m·4x·ω,k·3x=m·6x·ω,故有ω1∶ω2=1∶,B正确.答案:B11.(2022·重庆模拟)如右图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内.A通过最高点C时,对管壁上部压力为3mg,B通过最高点C时,对管壁下部压力为0.75mg,求A、B两球落地点间的距离.解析:A球通过最高点时,由FNA+mg=m已知FNA=3mg,可求得vA=2B球通过最高点时,由mg-FNB=m5\n已知FNB=0.75mg,可求得vB=平抛落地历时t=故两球落地点间的距离Δl=(vA-vB)t解得Δl=3R.答案:3R12.(2022·福建六校联考)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如下图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动的图中的A,B,C,D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B,D与圆心O等高.设球的重力为1N,不计拍的重力.求:(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少?(2)设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动时B,D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,请作出tanθ-F的关系图象.解析:(1)设球运动的线速度为v,半径为R,则在A处时F+mg=m①,在C处时F′-mg=m②,由①②式得ΔF=F′-F=2mg=2N.(2)在A处时健身者需施加的力为F,球做匀速圆周运动的向心力F向=F+mg,在B处不受摩擦力作用,受力分析如右图所示,则tanθ===F+1.作出的tanθ-F的关系图象如右图所示.答案:(1)2N (2)见解析5
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 22:47:48
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