2024届高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题一力与运动第3讲力与曲线运动命题点三圆周运动问题.pdfVIP

命题点三圆周运动问题

圆周运动动力学问题的分析思路

(2024·佛山一模)偏心振动轮广泛应用于生活中的各个领域，如手机振动器、按

摩仪、混凝土平板振动机等．如图甲，某工人正操作平板振动机进行水泥路面的压实作业．平

板振动机中偏心振动轮的简化图如图乙所示，轮上有一质量较大的偏心块．若偏心轮绕转轴

O在竖直面内转动则当偏心块的中心运动到图中哪一位置时，振动机对路面压力最大()

A．PB．Q

C．MD．N

2

解析：对偏心轮边缘的一点，转到最低点P时满意F－mg＝mωr，可得地面对振动机的支

2

持力F＝mg＋mωr，此时路面对振动机的支持力最大，依据牛顿第三定律可知振动机对路

面压力最大．故选A.

答案：A

(2024·全国甲卷)北京2024年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示．运动

员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为

h.要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员

视为质点并忽视全部阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于()

A.B.

C.D.

解析：运动员从a到c依据动能定理有mgh＝mv，

在c点有，F－mg＝m，F≤kmg，联立有R≥.故选D.

NcNcc

答案：D

1．在东北寒冷的冬天，有一项“泼水成冰”的嬉戏，详细操作是把一杯滚烫的开水按肯定

的弧线匀称快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝聚成冰而形成壮丽的场景．如

图甲所示是某人玩泼水成冰嬉戏的精彩瞬间，图乙为其示意图．假设泼水过程中杯子做匀速

圆周运动，在0.4s内杯子旋转了.下列说法正确的是()

A．P位置的小水珠速度方向沿a方向

B．P、Q两位置，杯子的向心加速度相同

C．杯子在旋转时的线速度大小约为6πm/s

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D．杯子在旋转时的向心加速度大小约为9πm/s

解析：依据图乙水珠做离心运动的方向可知杯子旋转方向为逆时针，故可知P位置的小水珠

速度方向沿b方向，A项错误；向心加速度方向指向圆心，P、Q两位置，杯子的向心加速度

方向不同，B项错误；杯子在旋转时的角速度大小为w＝＝rad/s＝3πrad/s，杯子在

旋转时的运动半径大约为1m，故线速度大小约为v＝ωr＝3πm/s，C项错误；杯子在旋转

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时的向心加速度大小约为a＝ωr＝9πm/s，D项正确．故选D.

答案：D

2．飞球调速器是英国工程师詹姆斯·瓦特于1788年为蒸汽机速度限制而设计，如图(a)所

示，这是人造的第一个自动限制系统．如图(b)所示是飞球调速器模型，它由两个质量为m

的球通过4根长为l的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒用铰链连接．上面套筒固定，下面套

筒质量为M，可沿轴上下滑动．不计一切摩擦，重力加速度为g，当整个装置绕竖直轴以恒

定的角速度ω匀速转动时，轻杆与竖直轴之间的夹角θ的余弦值为()

A.B.

C.D.

解析：小球受到重力mg，上、下两根轻杆的拉力F、F，竖直方向上，由物体的平衡条件

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2

得：Fcosθ＝Fcosθ＋mg，水平方向上，由牛顿其次定律：Fsinθ＋Fsinθ＝mrω且：

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r＝lsinθ，下面套筒受到重力Mg，左、右两根轻杆的拉力为F、F(依据