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全国通用2022版高考物理考前三个月高考题型集训第2题预测题型3水平面内的圆周运动

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预测题型3 水平面内的圆周运动1.(2022·青岛模拟)在冬奥会短道速滑项目中,运动员绕周长仅111米的短道竞赛.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1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做质点).下列论述正确的是(  )图1A.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发生侧滑,则滑动的方向在Oa左侧D.若在O发生侧滑,则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间2.(2022·厦门市模拟)光盘驱动器读取数据的某种方式可简化为以下模式,在读取内环数据时,以恒定角速度方式读取,而在读取外环数据时,以恒定线速度的方式读取.如图2所示,设内环内边缘半径为R1,内环外边缘半径为R2,外环外边缘半径为R3.A、B、C分别为各边缘线上的点.则读取内环上A点时A点的向心加速度大小和读取外环上C点时C点的向心加速度大小之比为(  )图2A.B.C.D.3.(2022·江淮名校二模)如图3所示,放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R,质量为m的带孔小球穿于环上,同时有一长为R6\n的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点,绳的最大拉力为2mg.当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,发现小球受三个力作用.则ω可能为(  )图3A.B.C.D.4.(2022·苏锡常镇四市二调)某同学设计了一种能自动拐弯的轮子.如图4所示,两等高的等距轨道a、b固定于水平桌面上,当装有这种轮子的小车在轨道上运行到达弯道略微偏向轨道外侧时,会顺利实现拐弯而不会出轨.下列截面图所示的轮子中,能实现这一功能的是(  )图45.(多选)(2022·河北省“五名校联盟”模拟)如图5所示,叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ,A和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,下列说法正确的是(  )6\n图5A.B对A的摩擦力一定为3μmgB.B对A的摩擦力一定为3mω2rC.转台的角速度一定满足:ω≤D.转台的角速度一定满足:ω≤6.(多选)(2022·泰州二模)如图6所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为L的细绳将物块连接在转轴上,细绳与竖直转轴的夹角为θ,此时绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为μ(μ<tanθ),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,则(  )图6A.至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为2πμmgLsinθB.至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为μmgLsinθC.至转台对物块支持力为零时,转台对物块做的功为D.设法使物体的角速度增大到时,物块机械能增量为7.(2022·福建三校模拟)如图7所示,在半径为R的半圆形碗的光滑表面上,一质量为m的小球以转数为n转每秒在水平面内做匀速圆周运动,该平面离碗底的距离h为(  )图7A.R-B.6\nC.-RD.+6\n答案精析预测题型3 水平面内的圆周运动1.D [发生侧滑是因为运动员的速度过大,所需要的向心力过大,运动员受到的合力小于所需要的向心力,而受到的合力方向仍指向圆心,故A、B错误;运动员在水平方向不受任何外力时沿Oa线做离心运动,实际上运动员要受摩擦力作用,所以滑动的方向在Oa右侧与Ob之间,故C错误,D正确.]2.D [A、B两点的角速度大小相等,根据a=rω2知,A、B两点的向心加速度之比aA:aB=R1:R2;B、C两点的线速度相等,根据a=知,B、C两点的向心加速度之比为aB:aC=R3:R2.则=.]3.B [因为圆环光滑,所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力,细绳要产生拉力,绳要处于拉紧状态,根据几何关系可知,此时细绳与竖直方向的夹角为60°,当圆环旋转时,小球绕竖直轴做圆周运动,向心力由三个力在水平方向的合力提供,其大小为:F=mω2r,根据几何关系,其中r=Rsin60°一定,所以当角速度越大时,所需要的向心力越大,绳子拉力越大,所以对应的临界条件是小球在此位置刚好不受拉力,此时角速度最小,需要的向心力最小,对小球进行受力分析得Fmin=2mgsin60°,即2mgsin60°=mωRsin60°,解得:ωmin=,所以只要ω>就符合题意.]4.A [当该小车在轨道上运行到达弯道略微偏向轨道外侧时,由于惯性,内侧轮高度略降低,外侧轮高度略升高,轨道对小车的支持力偏向轨道内侧,与重力的合力提供向心力,从而顺利拐弯,故A正确;当该小车在轨道上运行到达弯道略微偏向轨道外侧时,由于惯性,内侧轮高度略升高,外侧轮高度略降低,轨道对小车的支持力偏向轨道外侧,小车会产生侧翻,故B错误;当该小车在轨道上运行到达弯道略微偏向轨道外侧时,由于惯性,内侧轮高度略升高,外侧轮高度也是略微升高,轨道对小车的支持力竖直向上,不会顺利实现拐弯儿不会出轨的目的,故C错误;当该小车在轨道上运行到达弯道略微偏向轨道外侧时,没有外力提供向心力,由于惯性,小车会出轨,故D错误.]5.BD [B对A的静摩擦力提供向心力,有Ff=3mω2r,A错、B对;物体C刚好发生滑动时μmg=mω2×1.5r,ω=6\n物体A刚好发生滑动时3μmg=3mω2r,ω=,D对;C错.]6.BCD [当刚好达到最大静摩擦力时,绳上出现拉力.Ffm=μmg=W1=mv=μmgL·sinθ.B正确.FN=0时,mgtanθ==mωL·sinθW2=mv=,C正确.ω0=,设法使物体的角速度增大到ω=>ω0=,故物体已脱离水平盘,此时夹角为α则mgtanα=mω2r⑤ΔEp=mgh=mg(Lcosθ-Lcosα)⑥由⑤⑥知ΔEp=mgLcosθ物块机械能增量为ΔEp+ΔEk=,故D正确.]7.A [小球靠重力和支持力的合力提供向心力,如图所示:小球做圆周运动的半径为:r=Rsinθ,根据受力分析图可知:tanθ=而向心力:F向=mω2Rsinθ;解得:cosθ=.所以h=R-Rcosθ=R-R·=R-.故A正确.]6

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发布时间:2022-08-25 23:54:38 页数:6
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文章作者:U-336598

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