1、课时检测(二十三) 圆周运动的描述(双基落实课)1.未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的,下列说法正确的是()A旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小C宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小解析:选B旋转舱对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力,即mgm2r,解得 ,即旋转舱的半径越大,角速度越小,而
2、且与宇航员的质量无关,选项B正确。2.某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关,做了一个小实验:绳的一端拴一小球,手牵着绳的另一端在空中甩动,使小球在水平面内做圆周运动(如图所示)。则下列说法正确的是()A保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将不变B保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将增大C保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变D保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将减小解析:选B由向心力的公式Fnm2r可知,保持绳长不变,增大角速度,向心力增大,绳对手的拉力将增大,选项A错误,B正确;保持角速度不变,增大绳长,向心力增大,绳对手的拉力将增大,选项C、D错误。3(2019铁岭联考)
3、飞机由俯冲到拉起时,飞行员处于超重状态,此时座椅对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力,这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员四肢沉重,大脑缺血,暂时失明,甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的影响。g取10 m/s2,则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲、拉起的速度为100 m/s时,圆弧轨道的最小半径为()A100 mB111 mC125 m D250 m解析:选C在飞机经过最低点时,对飞行员受力分析,受重力mg和支持力FN,两者的合力提供向心力,由题意知,当FN9mg时,圆弧轨道半径最小为Rmin,由牛顿第二定律得FNmgm,解得Rmin125 m,故选项C正确。4.如图所示,
4、质量为m的物体随水平传送带一起顺时针匀速运动,A为传送带的终端皮带轮。皮带轮半径为r,要使物体通过右端时能水平抛出,皮带轮的转速至少为()A. B. C. D.解析:选A要使物体通过右端时能水平抛出,则有mg,物体飞出时速度至少为,由vr2nr可得皮带轮的转速至少为n ,选项A正确。5.如图所示,三段细线长OAABBC,A、B、C三球质量相等,当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动时,则三段细线的拉力FOAFABFBC为()A123 B653C321 D931解析:选B根据牛顿第二定律对C球有:FBCmrOC2,对B球有:FABFBCmrOB2,对A球有:FOAFABmrO
5、A2,因为OAABBC,则rOArOBrOC123,联立解得:FOAFABFBC653。故B正确,A、C、D错误。6(多选)(2019潍坊模拟)如图所示,水平杆两端有挡板,质量为m的小木块A穿在水平杆上,轻质弹簧一端与水平杆左侧挡板连接,另一端与A连接。初始时弹簧处于伸长状态,弹力恰好等于A与杆间的最大静摩擦力,A与杆间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A到竖直轴OO的距离为L。现使杆绕竖直轴OO由静止缓慢加速转动,角速度为。若A不与挡板接触,则下列说法正确的是() A弹簧伸长量先保持不变后逐渐增大B弹簧伸长量保持不变C当 时,摩擦力为零D当 时,弹簧弹力为零解析:选AC初始时,弹簧
6、弹力大小为mg。较小时,摩擦力f背离竖直轴OO,mgfmL2,越大,f越小;当 时,f为零;较大时,摩擦力f指向竖直轴OO,mgfmL2,当 时,A将沿远离OO方向移动,弹簧弹力增大,伸长量增大。综上分析,B、D错误,A、C正确。7.(多选)如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点,飞镖抛出时与P点等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则()A飞镖击中P点所需的时间为B圆盘的半径可能为C圆盘转动角速度的最小值为DP点随圆盘转动的线速度可能为解析:选AD飞镖水平
7、抛出做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,因此t,故A正确;飞镖击中P点时,P点恰好在圆盘最下方,则2rgt2,解得圆盘的半径r,故B错误;飞镖击中P点,则P点转过的角度满足t2k(k0,1,2,),故,则圆盘转动角速度的最小值为,故C错误;P点随圆盘转动的线速度为vr,当k2时,v,故D正确。8.(多选)(2019杭州五校联考)质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v,如图所示。若物体与球壳之间的动摩擦因数为,则物体在最低点时的()A向心加速度为B向心力为mC对球壳的压力为D受到的摩擦力为m解析:选AD物体滑到球壳最低点时,速度大小为v,圆周运动半径为r,向心加速度为an,故A正确;根据牛顿第二定律可知,物体在最低点时的向心力Fnm,故B错误;根据牛顿第二定律得Nmgm,得球壳对物体的支持力Nm,由牛顿第三定律可知,物体对球壳的压力NNm,故C错误;物体在最低点时,受到的摩擦力为fNm,故D正确。