2020高中物理第二章第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度2匀速圆周运动的解题技巧同步练习

2020高中物理第二章第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度2匀速圆周运动的解题技巧同步练习

第2节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度2 匀速圆周运动的解题技巧 ‎（答题时间：30分钟）‎ ‎1. 如图所示装置绕竖直轴匀速旋转，有一紧贴内壁的小物体，物体随装置一起在水平面内匀速转动的过程中所受外力可能是（ ）‎ A. 重力、弹力 B. 重力、弹力、滑动摩擦力 ‎ C. 下滑力、弹力、静摩擦力 D. 重力、弹力、静摩擦力 ‎2. 如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列说法正确的是（ ）‎ A. a、b和c三点的线速度大小相等 B. a、b和c三点的角速度相等 C. a、b的角速度比c的大 D. c的线速度比a、b的大 ‎3. 如图所示，一个小物体沿半径为R的半圆形轨道由A点滑向B点，由于摩擦力的作用，在由A到B的过程中，小物体的速率v没有变.下面的说法中正确的是（ ）‎ 6‎ A. 小物体的加速度不变 ‎ B. 小物体所受外力为零 C. 小物体所受合外力大小不变，方向始终指向圆心 ‎ D. 合外力大小改变，方向始终不变 ‎4. 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（ ）‎ A. 若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C. 若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动 ‎5. 如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α＝53°和β＝37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则（sin 37°＝，cos 37°＝）（ ）‎ ‎ ‎ A. A、B两球所受支持力的大小之比为4∶3‎ B. A、B两球运动的周期之比为4∶3‎ C. A、B两球的动能之比为16∶9‎ D. A、B两球的机械能之比为112∶51‎ ‎6. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离‎2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为 6‎ ‎。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取‎10m/s2。则ω的最大值是（ ）‎ A. rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. 0.5rad/s ‎ ‎7. 如图一个学生把风刮倒的旗杆绕着O点扶起来，已知旗杆的长度为L，学生的身高为h，当学生以速度v向左运动时，旗杆转动的角速度为（此时旗杆与地面的夹角为α）（　　）‎ A. ω＝ B. ω＝ C. ω＝ D. ω＝‎ ‎8. 如图所示，图中的装置可测量子弹的速度，其中薄壁圆筒半径为R，圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点（图中OO′为圆筒轴线）。圆筒以速度v竖直向下匀速运动。若某时刻子弹沿图示平面正好水平射入a点，且恰能经b点穿出。‎ ‎（1）若圆筒匀速下落时不转动，求子弹射入a点时速度的大小；‎ ‎（2）若圆筒匀速下落的同时绕匀速转动，求圆筒转动的角速度条件。‎ ‎9. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°，重力加速度大小为g。若ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0。‎ 6‎ 6‎ ‎1. AD 解析：当角速度满足一定值时，物体可能靠重力和支持力两个力的合力提供向心力，所以物体可能受重力和弹力。当角速度不满足一定值时，物体可能受重力、弹力还有静摩擦力，故A、D正确，B、C错误。‎ ‎2. B 解析：因为a、b、c三点共轴，所以；因为三点共轴，所以角速度相等。由于三点半径不等，所以三点的线速度大小不等，故A不正确；因为三点共轴，所以角速度相等，故B正确，C错误；因为三点共轴，所以角速度相等。由于三点半径不等，a、b两点半径比c点大，所以a、b两点的线速度比c点大，故D错误。‎ ‎3. C 解析：物体做匀速圆周运动，由于速度大小不变则加速度大小不变，而方向不断改变，故选项A错误；根据可知，小物体所受合外力大小不变，方向始终指向圆心，选项C正确。‎ ‎4. A 解析：在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确；当拉力减小时，将沿Pb轨道做离心运动，故BD错误；当拉力增大时，将沿Pc轨道做近心运动，故C错误。‎ ‎5. AD 解析：根据平行四边形定则得，，则，故A正确；根据，，解，则，则动能之比为64：27，故B、C错误；根据得，动能，重力势能，则机械能 ，则，故D正确。‎ ‎6. C 解析：随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有，解得，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选Ｃ。‎ ‎7. C 解析：把人的速度分解为垂直旗杆的速度和沿杆的速度，如图 6‎ ‎，此时手握旗杆的位置到O点的距离为，则，C正确。‎ ‎8. 解：（1）子弹做平抛运动，水平方向：2R＝v0t，‎ 竖直方向：vt＝gt2，‎ 代入解得：v0＝；‎ ‎（2）圆筒转动的角度一定是2的整数倍：‎ ‎2n＝t（n＝1，2，3，……）‎ 而下落时间：t＝，‎ 代入得：＝，n＝1，2，3，……‎ ‎9. 解：当摩擦力恰为零时：，，‎ 解得：‎ 6‎