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2013届高三教科版物理课时作业18 圆周运动的基本概念和规律A.doc

1、课时作业(十八)A第18讲圆周运动的基本概念和规律1如图K181所示是摩托车比赛转弯时的情形转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是()图K181A摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D摩托车将沿其半径方向沿直线滑去2质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变,如图K182所示,那么()图K182A因为速率不变,所以石块的加速度为零B石块下滑过程中受的合外力越来越大C石块下滑过

2、程中受的摩擦力大小不变D石块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心3如图K183所示,a、b是地球表面上不同纬度上的两个点,如果把地球看作是一个球体,a、b两点随地球自转做匀速圆周运动,这两个点具有大小相同的()A线速度B角速度C加速度 D轨道半径图K183图K1844如图K184所示为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象,其中A为双曲线的一个分支,由图可知() AA质点运动的线速度大小不变BA质点运动的角速度大小不变CB质点运动的线速度大小不变DB质点运动的角速度与半径成正比52011淮北联考如图K185所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,

3、小球半径为r,则下列说法正确的是()A小球通过最高点时的最小速度vminB小球通过最高点时的最小速度vmin0C小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力图K185图K1866如图K186所示,放置在水平地面上的支架质量为M,支架顶端用细线拴着的摆球质量为m,现将摆球拉至水平位置,而后释放,摆球运动过程中,支架始终不动,以下说法正确的是()A在释放前的瞬间,支架对地面的压力为(mM)gB在释放前的瞬间,支架对地面的压力为MgC摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(mM)gD摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(

4、3mM)g72011湖南联考如图K187所示,在倾角为30的光滑斜面上,有一根长为L0.8 m的细绳,一端固定在O点,另一端系一质量为m0.2 kg的小球,沿斜面做圆周运动,若要小球能通过最高点A,则小球在最低点B的最小速度是()A2 m/sB2 m/sC2 m/s D2 m/s图K187图K1888一小球质量为m,用长为L的悬绳(不可伸长,质量不计)固定于O点,在O点正下方处钉有一颗钉子,如图K188所示,将悬线沿水平方向拉直无初速度释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间,下列说法错误的是()A小球线速度没有变化B小球的角速度突然增大到原来的2倍C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D悬线对小球的拉

5、力突然增大到原来的2倍9质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点如图K189所示,当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时木架停止转动,则()A绳a对小球拉力不变B绳a对小球拉力增大C小球可能前后摆动D小球不可能在竖直平面内做圆周运动图K189图K181010如图K1810所示,在光滑的圆锥漏斗的内壁,两个质量相同的小球A和B分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动,其中小球A在小球B的上方下列判断正确的是()AA球的速率大于B球的速率BA球的角速度大于B球的角速度CA球对漏斗壁的压力

6、大于B球对漏斗壁的压力DA球的转动周期大于B球的转动周期11如图K1811所示,直径为d的纸制圆筒以角速度绕垂直纸面的轴O匀速转动(图示为截面)从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒若子弹在圆筒旋转不到半周时,在圆周上留下a、b两个弹孔,已知aO与bO夹角为,求子弹的速度 图K181112如图K1812所示,把一个质量m1 kg的小球通过两根等长的细绳a、b与竖直杆上的A、B两个固定点相连接,绳长都是1 m,AB长度是1.6 m,直杆和小球旋转的角速度等于多少时,b绳上才有张力? 图K181213如图K1813所示,小球从光滑的圆弧轨道下滑至水平轨道末端时,光电装置被触动,控制电路会使转筒立刻以某一角

7、速度匀速连续转动起来转筒的底面半径为R,已知轨道末端与转筒上部相平,与转筒的转轴距离为L,且与转筒侧壁上的小孔的高度差为h;开始时转筒静止,且小孔正对着轨道方向现让一小球从圆弧轨道上的某处无初速滑下,若正好能钻入转筒的小孔(小孔比小球略大,小球视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g),求:(1)小球从圆弧轨道上释放时的高度H;(2)转筒转动的角速度.图K1813课时作业(十八)A【基础热身】1B解析 摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,没有离心力,选项A错误;摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动,所受的合力等于向心力,如果向外滑动,说明提供的向心力即合力小于需要的向心力,选项B正确

8、;摩托车将沿曲线做离心运动,选项C、D错误2D解析 由于石块做匀速圆周运动,只存在向心加速度,大小不变,方向始终指向球心,选项D正确、选项A错误;由F合F向ma向知合外力大小不变,选项B错误;又因石块在运动方向(切线方向)上合力为零,才能保证速率不变,在该方向重力的分力不断减小,所以摩擦力不断减小,选项C错误3B解析 地球上各点(除两极点)随地球一起自转,其角速度与地球自转角速度相同,故选项B正确;不同纬度的地点绕地轴做匀速圆周运动的半径不同,故选项D错误;根据vr,ar2可知选项A、C错误4A解析 对于质点A有aA,与a相比较,则vA大小不变对于质点B有aBr,与ar2相比较,则B不变,故选

9、项A正确【技能强化】5BC解析 小球沿管上升到最高点的速度可以为零,故选项A错误、选项B正确;小球在水平线ab以下的管道中运动时,由外侧管壁对小球的作用力FN与小球重力在背离圆心方向的分力F1的合力提供向心力,即:FNF1m,因此,外侧管壁一定对小球有作用力,而内侧壁无作用力,选项C正确;小球在水平线ab以上的管道中运动时,小球受管壁的作用力与小球速度大小有关,选项D错误6BD解析 在释放前的瞬间绳拉力为零,对支架:FN1Mg;当摆球运动到最低点时,由机械能守恒定律得mgRmv2,由牛顿第二定律得FTmg,由以上两式得FT3mg.对支架受力分析,地面支持力FN2Mg3mg.由牛顿第三定律知,支

10、架对地面的压力FN23mgMg,故选项B、D正确7C解析 小球通过A点的最小向心力为Fmgsin,所以其通过A点的最小速度为:vA2 m/s,则根据机械能守恒定律得:mvmv2mgLsin,解得vB2 m/s,即选项C正确8D解析 在小球通过最低点的瞬间,水平方向上不受外力作用,沿切线方向小球的加速度等于零,因而小球的线速度不会发生变化,选项A正确;在线速度不变的情况下,小球的半径突然减小到原来的一半,由vr可知角速度增大为原来的2倍,选项B正确;由a,可知向心加速度突然增大到原来的2倍,选项C正确;在最低点,Fmgma,选项D错误9BC解析 绳b烧断前,小球竖直方向的合力为零,即Famg,烧

11、断b后,小球在竖直面内做圆周运动,且Famgm,所以FaFa,选项A错误、选项B正确;当足够小时,小球不能摆过AB所在高度,选项C正确;当足够大时,小球在竖直面内能通过AB上方的最高点而做圆周运动,选项D错误10AD解析 先对A、B两球进行受力分析,两球均只受重力和漏斗的支持力如图所示,对A球由牛顿第二定律,有:FNAsinmg,FNAcosmmrA;对B球由牛顿第二定律,有FNBsinmg,FNBcosmmrB.由以上各式可得FNAFNB,选项C错误可得mm,因为rArB,所以vAvB,选项A正确可得mrAmrB,因为rArB,所以ATB,选项D正确11.解析 子弹射出后沿直线运动,从a点射

12、入,从b点射出,该过程中圆筒转过的角度为.设子弹速度为v,则子弹穿过筒的时间t此时间内筒转过的角度据t得,则子弹速度v12大于3.5 rad/s解析 已知a、b绳长均为1 m,即ACBC1 m,AOAB0.8 m,在AOC中,cos0.8,sin0.6,37.小球做圆周运动的轨道半径为rOCACsin10.6 m0.6 m.b绳被拉直但无张力时,小球所受的重力mg与a绳拉力FTa的合力F提供向心力,其受力分析如图所示,由图可知小球的合力为Fmgtan.根据牛顿第二定律得Fm2r解得3.5 rad/s.当直杆和小球的角速度3.5 rad/s时,b绳才有张力【挑战自我】13(1)(2)n (n1,2,3)解析 (1)设小球从离开轨道到进入小孔所用的时间为t,则由平抛运动规律得hgt2,LRv0t小球在轨道上运动过程中机械能守恒,故有mgHmv联立解得:t,H.(2)在小球做平抛运动的时间内,圆筒必须恰好转整数转,小球才能钻进小孔,即t2n(n1,2,3)所以n (n1,2,3)

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