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《2019-2020年高考物理一轮复习知能演练 4.2 圆周运动的规律及其应用 沪科版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2019-2020年高考物理一轮复习知能演练4.2圆周运动的规律及其应用沪科版1.图4－2－10如图4－2－10是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n,则自行车前进的速度为( )A.B.C.D.解析:选C.前进速度即为Ⅲ轮的线速度,由同一个轮上的角速度相等,同一皮带传动的两轮边缘的线速度相等可得:ω1r1＝ω2r2,ω3＝ω2,再有ω1＝2πn,v＝ω3r3,所以v＝.2.火车轨道在转弯处外轨道高于内轨道,其高度差由转弯半径与火车速度确定.
2、若在某转弯处规定行驶的速度为v,则下列说法中正确的是( )A.当火车以v的速度通过此弯路时,火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力B.当火车以v的速度通过此弯路时,火车所受重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C.当火车速度大于v时,轮缘挤压外轨D.当火车速度小于v时,轮缘挤压内轨解析:选ACD.当火车以规定速度行驶时,火车所受重力与轨道面支持力的合力刚好提供向心力,A正确,B错误;当火车速度大于v时,重力与支持力的合力提供的向心力小于所需要的向心力,则不够的力由外轨向内挤压来提供,C正确;当火车速度小于
3、v时,重力与支持力的合力提供的向心力大于所需要的向心力,则多余的力由内轨向外轨挤压来平衡,D正确.图4－2－113.(xx·芜湖模拟)如图4－2－11所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴匀速转动,下列说法中正确的是( )A.物块处于平衡状态B.物块受三个力作用C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越不容易脱离圆盘D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离圆盘解析:选B.对物块进行受力分析可知,物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用,静摩擦力提供向心力,A错,
4、B正确.根据向心力越大,越容易脱离圆盘;根据向心力公式F＝mrω2可知,当ω一定时,半径越大,所需的向心力越大,越容易脱离圆盘,根据向心力公式F＝mr2可知,当物块到转轴距离一定时,周期越小,所需向心力越大,越容易脱离圆盘,C、D错误.图4－2－124.如图4－2－12所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R),小球a、b大小相同,质量均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在最高点,以下说法正确的是( )A.当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小
5、球b所需向心力大5mgB.当v＝时,小球b在轨道最高点对轨道无压力C.速度v至少为,才能使两球在管内做圆周运动D.只要v≥,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg解析:选BD.小球在最高点恰好对轨道没有压力时,小球b所受重力充当向心力,mg＝m⇒v0＝,小球从最高点运动到最低点过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒,即2mgR＋mv＝mv2,解以上两式可得,v＝,B项正确;小球在最低点时,F向＝m＝5mg,在最高点和最低点所需向心力的差为4mg,A项错;小球在最高点,内管对小球的支持力与重力的合力可以提
6、供向心力,所以小球通过最高点的最小速度为零,再由机械能守恒定律可知,2mgR＝mv2,解得v＝2,C项错;当v≥时,小球在最低点所受轨道压力N1＝mg＋,由最低点运动到最高点,有2mgR＋mv＝mv2,小球所受轨道压力N2＝－mg,N2＝－5mg,N1－N2＝6mg,再根据牛顿第三定律,可见小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大6mg,D项正确.5.图4－2－13如图4－2－13所示,在光滑的圆锥体顶端用长为l的细线悬挂一质量为m的小球.圆锥体固定在水平面上不动,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为30°.
7、小球以速率v绕圆锥体轴线在水平面内做匀速圆周运动.(1)当v1＝时,求线对小球的拉力.(2)当v2＝时,求线对小球的拉力.解析:如图甲所示,小球在锥面上运动,当支持力N＝0时,小球只受重力mg和线的拉力T的作用,其合力F应沿水平面指向轴线,由几何关系知F＝mgtan30°①又F＝m＝m②由①②两式解得v0＝(1)因为v1v0,所以小球
8、与锥面脱离并不接触,设此时线与竖直方向的夹角为α,小球受力如图丙所示.则Tsinα＝⑤Tcosα－mg＝0⑥由⑤⑥两式解得T＝2mg.答案:(1)1.03mg (2)2mg一、选择题1.如图4－2－14所示,靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑,大轮半径是小轮半径的2倍.A、B分别为大、小轮边
