2017届高考物理一轮总复习必修部分第4章曲线运动万有引力与航天第3讲圆周运动及其应用限时规范特训要点分析.doc

第3讲 圆周运动及其应用 时间：45分钟　满分：100分 一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～6为单选，7～10为多选) 1．如图为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n1，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是(　　) A．从动轮做顺时针转动 B．从动轮做逆时针转动 C．从动轮边缘线速度大小为n1 D．从动轮的转速为n1 答案　B 解析　主动轮沿顺时针方向转动时，传送带沿M→N方向运动，故从动轮沿逆时针方向转动，故A错误，B正确；由ω＝2πn、v＝ωr可知，2πn1r1＝2πn2r2，解得n2＝n1，故C、D错误。 2．[2016·福建四地六校联考]在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　对汽车受力分析，如图所示，若车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，则由路面对汽车的支持力FN与汽车的重力mg的合力提供向心力，由图示可知，F向＝mgtanθ，即mgtanθ＝m。由几何关系知，tanθ＝，综上有v＝，选项B正确。 3.质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为M和m的小球悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则(　　) A．cosα＝ B．cosα＝2cosβ C．tanα＝ D．tanα＝tanβ 答案　A 解析　以M为研究对象受力分析列牛顿第二定律：Mgtanα＝M2lsinα 得：T1＝2π 同理：以m为研究对象：T2＝2π 因T1＝T2所以2cosα＝cosβ，故A正确。 4．水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为f0，则两小物块所受摩擦力FA、FB随转台角速度的平方(ω2)的变化关系正确的是(　　) 答案　B 解析　设A、B到圆心O的距离分别为r1、r2，若细线不存在，则由f0＝mω2r及r1r2可知A、B两物体相对转台滑动的临界角速度满足ωAωB，即物体B所受摩擦力先达到最大值，随后在一段时间内保持不变，C、D错；当ωωB时，细线中出现拉力T，对物体A：T＝0时，FA＝mω2r1，T0后，FA－T＝mω2r1，而对物体B满足T＋f0＝mω2r2，联立得FA＝mω2(r1＋r2)－f0，所以T0后直线斜率比T＝0时大，当转台对A的摩擦力达到最大静摩擦力后，若转台角速度再增大，则A、B相对转台将出现滑动，所以A错、B对。 5．[2015·云南省高三一统]用一根细线一端系一可视为质点的小球，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，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变化的图象是下图中的(　　) 答案　C 解析　当ω较小时，斜面对小球有支持力，当ω＝ω0时，FN＝0，当ωω0时，受力分析 FTsinθ＋FNcosθ＝mg FTcosθ－FNsinθ＝mω2r 则FT＝mgsinθ＋mω2rcosθ FT-ω2函数为一次函数，斜率为mrcosθ 当ωω0时，受力分析 FTsinα＝mω2Lsinα FT＝mω2L FT-ω2的函数为正比例，斜率为mLmrcosθ，故C正确。 6. 如图所示，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是(　　) A．小球运动到最高点时，小球的速度为零 B．当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为Mg C．小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同 D．小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态 答案　C 解析　题中交待小球恰好能通过圆轨道最高点，由mg＝m，得v＝，A项错误。当小球恰通过圆轨道最高点b点时，悬线拉力为0，此时对人受力分析，得出台秤对人的支持力F＝Mg，同理，对人分析也可以得出小球在a、c两处时台秤对人的支持力也为F＝Mg，即台秤的示数也为Mg，故C项正确；小球在a、c连线以上(不包括b点)时，人受到悬线斜向上的拉力，人对台秤的压力小于Mg，在a、c连线以下时，人受到悬线斜向下的拉力，人对台秤的压力大于Mg，人处于平衡态，没有超、失重现象，B、D项错误。 7．如图所示，长为L的细绳