高考物理知识点总结《向心力与向心加速度》试题特训（2019年最新版）(二) 2019-05-21 05:26:54 【大 中 小】 1、简答题  普通洗衣机的脱水桶以1200r/min的速度高速旋转，为避免发生人身伤害事故，脱水机构都装有安全制动系统．如图所示为脱水制动示意图，该系统由脱水桶盖板、制动钢丝、刹车制动盘等组成，刹车盘与脱水筒共轴转动．当脱水桶运转时，如果打开脱水桶盖，则该系统便产生制动作用．安全制动系统的作用有两个：一是将脱水电动机的电源自动切断；二是刹车带自动紧压在刹车盘上，使脱水桶迅速停止转动． 若脱水桶的半径为9cm，刹车盘的半径为6cm，打开脱水桶盖到脱水桶停止共转了50圈（设为均匀减速），若衣服和桶的质量为3kg（可以认为质量全部分布在脱水桶桶壁上，刹车盘的质量不计）．试计算： （1）打开脱水筒盖的瞬间，贴在脱水筒筒壁上的衣服运动的线速度； （2）刹车盘边缘上的某点在这一过程中的路程； （3）刹车带上的平均摩擦力的大小． 参考答案：（1）脱水桶以1200r/min的速度高速旋转，脱水桶的半径为9cm； 根据线速度公式v=rω和角速度公式联立，得到： ω=2πnv=ωr大=2πnr大=2π×（120060）×0.09=11.31（m/s）? （2）打开脱水桶盖到脱水桶停止共转了50圈，刹车盘的半径为6cm； 故：s=N?2πr小=50×2π×0.06=18.85（m）? （3）脱水后，衣服紧靠脱水桶壁，桶和衣服具有动能，刹车后动能转化为内能，故：由能量守恒有： fs=12mv2 解得：f=mv22S=3×11.3122×18.852=10.18（N）? 答：（1）打开脱水筒盖的瞬间，贴在脱水筒筒壁上的衣服运动的线速度为11.31m/s； （2）刹车盘边缘上的某点在这一过程中的路程为18.85m； （3）刹车带上的平均摩擦力的大小为10.18N． 本题解析： 本题难度：一般 2、选择题  如图所示，汽车以速度v通过一圆弧式的拱桥顶端时，关于汽车受力的说法正确的是（　　） A．汽车的向心力就是它所受的重力 B．汽车的向心力就是它所受的重力和支持力的合力，方向指向圆心 C．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用 D．汽车以速度v达到某一数值时有可能飞离桥面 参考答案：A、B汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，重力和支持力的合力提供向心力，方向指向圆心，故A错误，B正确； C、汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力作用，不受向心力，故C错误； D、根据F=mv2r得知，汽车的速度增大时，所需要的向心力增大，当汽车所需要的向心力大于或等于汽车的重力时，汽车做离心运动飞离桥面．故D正确． 故选BD 本题解析： 本题难度：一般 3、选择题  如图，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动，下列表述正确的是（　　） A．重物处于平衡状态 B．周期相同时，绳短的容易断 C．角速度相同时，绳长的容易断 D．线速度大小相等时，绳长的容易断

参考答案：A、圆周运动速度方向是切线方向，时刻改变，一定有加速度，合力一定不为零，故A错误；
B、根据牛顿第二定律得：F=m4π2rT2，m一定，当周期T相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断，故B错误；
C、根据牛顿第二定律得：F=mω2r，m一定，当ω相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断，故C正确；
D、根据牛顿第二定律得：F=v2r，m一定，当v相同时，绳长r越长，绳子拉力F越小，绳子越不容易断，故D错误；
故选C．

本题解析：

本题难度：简单

4、简答题  一质量M=0.8kg的小物块，用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态．一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块，并与物块粘在一起，小球与物块相互作用时间极短可以忽略，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小；
（2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；
（3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度．

参考答案：（1）因为小球与物块相互作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒．
?mv0=（M+m）v共
解得：v共=mv0M+m=2m/s
?（2）小球和物块将以v共开始运动时，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F，
? F-（M+m）g=（M+m）v共2l
? 所以F=（M+m）(g+v共2l)=15N
（3）小球和物块将以v共为初速度向右摆动，摆动过程中只有重力做功，所以机械能守恒；设它们所能达到的最大高度为h，根据机械能守恒定律：
12(M+m)v共2=(M+m)gh
解得：h=v共22g=0.2m
答：（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小为2m/s；
（2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值为15N；
（3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度为0.2m

本题解析：

本题难度：一般

5、简答题  如图所示，已知半径分别为R和r（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连．一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为μ的CD段，又滑上乙轨道，最后离开圆轨道．若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零．试求：
（1）分别经过C、D时的速度；
（2）小球释放的高度h；
（3）水平CD段的长度．

参考答案：（1）小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过C点时的速度为vc，通过甲环最高点速度为v′，根据小球对最高点压力为零，有
?mg=m?v′2R? ?①
取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律
?12mv2c=mg?2R+12mv′2?②
由①、②两式消去v′，可得　
　vc?=

本题解析：

本题难度：一般

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