高考物理知识大全《匀速圆周运动》高频试题特训(2017年最新版)(八)
2017-08-22 02:03:42
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、选择题 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是v,当小球以2v的速度经过最高点时,对轨道的压力值为( ) A.mg B.2mg C.3mg D.4mg
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参考答案:C
本题解析:当小球以速度v经内轨道最高点时,小球仅受重力,重力充当向心力,有 ; 当小球以速度2v经内轨道最高点时,小球受重力G和向下的支持力N,如图,
 合力充当向心力,有 ;又由牛顿第二定律得到,小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等,N′=N;由以上三式得到,N′=3mg;故答案选C; 考点:向心力;牛顿第二定律;牛顿第三定律. 点评:本题要注意对小球受力分析,找出向心力来源;同时,题中要求的为轨道对小球的压力,而非支持力!
本题难度:一般
2、选择题 做匀速圆周运动的物体,下列不变的物理量是(?) A?合外力? B速度? C?角速度? D?周期
参考答案:CD
本题解析:本题考查的是匀速圆周运动物体的特点。匀速圆周运动的角速度和周期是不变的,线速度方向时刻变化,沿切线方向;合外力方向也时刻变化,指向圆心。所以本题的正确答案选CD。
本题难度:简单
3、计算题 (15分)如图所示,用长为L的细线一端系住质量为m的小球,另一端固定在A点,AB是过A的竖直线,E为AB上的一点,且AE=0.5L,过E作水平线EF,在EF上可以钉铁钉D,现将细线水平拉直,然后小球由静止释放。不计一切摩擦,不计线与钉子碰撞时的能量损失,求:
 (1)若无铁钉D,小球运动到最低点B时细线的拉力TB=? (2)若钉上铁钉D且线拉力足够大,使小球恰能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动,则钉子D 与点E 距离DE=? (3)钉铁钉D后,若线能承受的最大拉力是9mg,小球能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动,ED取值范围是多少?
参考答案: (1)3mg;(2)x2≥ l ;(3) l≤x≤ l
本题解析:(1)这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题.题中涉及两个临界条件:一是线承受的最大拉力不大于9mg;另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于 (r是做圆周运动的半径).设在D点绳刚好承受最大拉力,设DE=x1,则:AD= 悬线碰到钉子后,绕钉做圆周运动的半径为:r1=l-AD= l- ……① 取B点,EP=0, ,mgL= mv2,则TB=3mg。 (2)设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点,设EG=x2,如图,则:AG= r2=l-AG= l- ⑥ 在最高点:mg≤ ⑦ 由机械能守恒定律得:mg ( r2)= mv22 ⑧ 由④⑤⑥联立得:x2≥ l ⑨ (3)当小球落到D点正下方时,绳受到的最大拉力为F,此时小球的速度v,由牛顿第二定律有: F-mg= ② 结合F≤9mg可得: ≤8mg… ③ 由机械能守恒定律得:mg ( +r1)= mv12 即:v2=2g( +r1) … ④ 由①②③式联立解得:x1≤ l… ⑤ 随着x的减小,即钉子左移,绕钉子做圆周运动的半径越来越大.转至最高点的临界速度 也越来越大,但根据机械能守恒定律,半径r越大,转至最高点的瞬时速度越小,当这个瞬时速度小于临界速度时,小球就不能到达圆的最高点了.在水平线上EF上钉子的位置范围是: l≤x≤ l 考点:机械能守恒定律及牛顿定律的应用。
本题难度:困难
4、选择题 物体作匀速圆周运动,下列说法中正确的是( ) A.运动过程中的线速度不变 B.运动过程中的加速度不变 C.运动过程中的动量不变 D.运动过程中的动能不变
参考答案:线速度、加速度、动量都是矢量,方向时刻改变,所以这些量都变化,而动能只跟速度有关,物体速率不变,动能不变,故ABC错误,D正确; 故选D
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 以下说法中正确的是( ) A.匀速圆周运动是加速度恒定的运动 B.匀速圆周运动中加速度不断发生变化 C.匀速圆周运动是速度恒定的运动 D.匀速圆周运动中动能不断发生变化
参考答案:A、匀速圆周运动的加速度方向在变化,不是恒定不变的,不是匀变速运动.故A错误,B正确. C、匀速圆周运动的速度大小不变,方向始终改变,故C错误; D、匀速圆周运动的速度大小不变,动能不变,故D错误 故选B.
本题解析:
本题难度:一般
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