第四章第3单元圆周运动课时作业.doc

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1、第四章第3单元圆周运动[课时作业]命题设计难度　目标　题号　　　　　　　　　　较易中等稍难单一目标匀速圆周运动相关概念1向心力27综合目标匀速圆周运动分析及应用3、4、65、8、9、1011、12一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1．在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤．从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是(　　)A．树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断B．树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断C．树木开始倒下

2、时，树梢的向心加速度较大，易于判断D．伐木工人的经验缺乏科学依据解析：树木倒下时树干上各部分的角速度相同，半径越大其线速度越大，B项正确．答案：B2.如图1所示，OO′为竖直轴，MN为固定在OO′上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO′上．当绳拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2∶1，当转轴的角速度逐渐增大时(　　)图1A．AC先断　　　　B．BC先断C．两线同时断D．不能确定哪段线先断解析：A受重力、支持力、拉力FA三个力作用，拉力的分力提供向心力，得：水平方向：FAc

3、osα＝mrAω2，同理，对B：FBcosβ＝mrBω2，由几何关系，可知cosα＝，cosβ＝.所以：＝＝＝.由于AC>BC，所以FA>FB，即绳AC先断．答案：A3.用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图2所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，其转速最大值是(　　)A.　　　　B．πC.D．2π图2解析：转速最大时，小球对桌面刚好无压力，则F向＝mgtanθ＝mlsinθω2，即ω＝，其中cosθ＝，所以n＝＝，故选A.答案：A4.质量为60kg的体操运动员做“单臂大回环

4、”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动．如图3所示，此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为(忽略空气阻力，g＝10m/s2)(　　)A．600N　　　　　　　　　B．2400N图3C．3000ND．3600N解析：设运动员的重心到单杠的距离为R，在最低点的最小速度为v，则有mv2＝mg·2RF－mg＝由以上二式联立并代入数据解得F＝3000N.答案：C5.用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图4所示．设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是图5中

5、的(　　)图4图5解析：小球角速度ω较小，未离开锥面时，设线的张力为FT，线的长度为L，锥面对小球的支持力为FN，则有FTcosθ＋FNsinθ＝mg，FTsinθ－FNcosθ＝mω2Lsinθ，可得出：FT＝mgcosθ＋mω2Lsin2θ，可见随ω由0开始增加，FT由mgcosθ开始随ω2的增大，线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，FT·sinα＝mω2Lsinα，得FT＝mω2L，可见FT随ω2的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有C正确．答案：C二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题

6、意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)6．铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是(　　)A．v一定时，r越小则要求h越大B．v一定时，r越大则要求h越大C．r一定时，v越小则要求h越大D．r一定时，v越大则要求h越大解析：设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mgtanθ＝m，得tanθ＝.可见v一定时，r越大，tanθ越小，内外轨道的高度差h越小，故A正确，B错误；当r一定时，v越大，tanθ越大，内外轨道的高度

7、差越大，故C错误，D正确．答案：AD7.如图6所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是(　　)A．物块处于平衡状态B．物块受三个力作用图6C．在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘D．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越容易脱离圆盘解析：对物块受力分析可知，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，合力提供向心力，A错，B正确．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＝mr()2可知，当物块到转

8、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正确．答案：BCD8.如图7所示，一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开始下滑，曲