文档介绍：该【专题4.25 与实际相关的圆周运动（解析版） 】是由【和合】上传分享，文档一共【15】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【专题4.25 与实际相关的圆周运动（解析版） 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。1原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!.(2019江苏盐城四模)洗衣机的脱水筒如图所示,设其半径为R并绕竖直轴线OO′、( ),,,【参考答案】B【名师解析】质量不同的小物件A、B随脱水筒转动且相对筒壁静止,筒壁对物体的弹力提供向心力,物件受到的摩擦力等于重力,由向心力公式,F=mrω2,ω=2πn,可知转速n增加,物件对筒壁的压力均增加,选项B正确C错误;转速减小,物件对筒壁的压力减小,筒壁对物件的最大静摩擦力减小,只要物件重力仍小于最大静摩擦力,物件就不会下落,选项A错误;转动过程中两物件的向心加速度大小相等,方向不一定相同,选项D错误。2.(2019四川泸州一诊)在考驾驶证的科目二阶段,有一项测试叫半坡起步,这是一条类似于凸型桥面设计的坡道。要求学员在半坡定点位置a启动汽车,一段时间后匀速率通过最高点b以及剩下路段,如图所示。,,侵权必究!,合外力做功为0【参考答案】.C【名师解析】由P=Fv可知,若汽车以额定功率从a点加速到b点,牵引力一直减小,选项A错误;匀速率通过最高点b以及剩下路段,在最高点b汽车处于匀速圆周运动,加速度向下,不是平衡状态,是失重状态,.在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力,选项B错误C正确;汽车从a到b运动过程中,动能增大,由动能定理可知,合外力做正功,选项D错误。【名师点评】驾考,是每个人司机都经历的。驾考很多情景都可以作为高考命题素材,可以考查匀变速直线运动规律、圆周运动、牛顿运动定律、功和功率等知识点,以驾考为情景命题可能是高考命题的新热点。3.(2019浙江十校联盟模拟)如图所示是一种古老的舂米机。舂米时,稻谷放在石臼A中,横梁可以绕O轴转动,在横梁前端B处固定一舂米锤,当脚踏在横梁另一端C点往下压时,舂米锤便向上抬起。然后提起脚,舂米锤就向下运动,击打A中的稻谷,使稻谷的壳脱落变为大米。已知OC>OB,则在横梁绕O转动过程中( )、C的向心加速度相等 、C的角速度关系满足ωB<ωC 、C的线速度关系满足vB<vC 【参考答案】C【命题意图】本题以舂米机为情景,考查匀速圆周运动中角速度与线速度的关系、向心加速度、牛顿第三定律及其相关的知识点。【解题思路】在横梁绕O转动过程中,B、C的角速度相等,选项B错误;由角速度和线速度的关系式v=ωr,OC>OB可知,B、C的线速度关系为vB<vC,选项C正确;根据向心加速度公式a=ω2r=ωv,可知B、C的向心加速度关系为a4原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!B<aC,选项A错误;根据牛顿第三定律,舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力等于稻谷对舂米锤的作用力,选项D错误。4.(2019浙江嘉兴、丽水联考模拟)如图所示是小姚同学在草地上翻跟头的瞬间。在翻转过程中,其身体以手掌为中心转动,则()、、、B两点向心加速度一样大【参考答案】C【命题意图】本题以草地上翻跟头为情景,考查匀速圆周运动中线速度、角速度、向心加速度及其相关的知识点。【解题思路】在以手掌为中心的反转过程中,身体上A点转动过程中线速度大小不变,方向时刻在改变,向下A错误;身体上A、B两点的角速度相等,A点的线速度大于B点,选项B错误C正确;根据向心加速度公式a=ω2r可知,A点的向心加速度大于B点,选项D错误。5.(2018湖北荆州第一次质检)如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点,飞镖抛出时与P等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则v0可能为( )..【参考答案】.C【名师解析】设圆盘的直径为d,飞镖恰好击中P点,根据平抛运动规律,d=gt2,L=v0t,根据匀速圆周运动规律,t=4原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!+= ,联立解得:v0=,n=0,1,2,3,···。选项C正确。,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,,从t=0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动,=0时刻滴下第一滴水,(),圆盘转动的角速度ω应满足nπ,(n=1,2,3,…).【参考答案】BD【名师解析】水滴在竖直方向做自由落体运动,由h=gt2,解得t=,选项A错误;要使每一滴水在圆盘面上的落点都位于同一条直线上,在相邻两滴水的下落时间内,圆盘转过的角度为nπ,所以圆盘转动的角速度ω==nπ,(n=1,2,3,…)选项B正确;第一滴水落在圆盘上的水平位移为x1=vt=v,第二滴水落在圆盘上的水平位移为x2=v·2t=2v,当第二滴水与第一滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的同侧时,第一滴水与第二滴水在盘面上落点间的距离最小,最小距离x=x2-x1=2v-v=v,选项C错误;第三滴水在圆盘上的水平位移为x3=v?3t=3v,当第二滴水与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的两侧时两点间的距离最大,为x=x6原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2+x3=5v,选项D正确。,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( )、【参考答案】.D 【名师解析】 A、B绕竖直轴匀速转动的角速度相等,即ωA=ωB,但rA<rB,根据v=ωr得,A的速度比B的小,选项A错误;根据a=ω2r得,A的向心加速度比B的小,选项B错误;A、B做圆周运动时的受力情况如图所示,根据F向=mω2r及tanθ==知,悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角小,选项C错误;由图知FT=,所以悬挂A的缆绳受到的拉力小,选项D正确。8.(3分)(2019浙江台州模拟)如图所示,A、B为某小区门口自动升降杆上的两点,A在杆的顶端,B在杆的中点处。杆从水平位置匀速转至竖直位置的过程中,下列判断正确的是( )、B两点角速度大小之比2:1 、B两点线速度大小之比2:1 、B两点向心加速度大小之比4:1 、B两点向心加速度大小之比1:4【参考答案】.B【命题意图】本题以小区门口自动升降杆为情景,考查匀速圆周运动的角速度与线速度、周期、向心加速度6原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!及其相关的知识点。【解题思路】因为自动升降杆上的两点A、B两点是同轴转动,所以A、B两点的角速度是相等的,选项A错误;由角速度与线速度关系式v=rω,可知角速度相等时线速度之比等于半径之比,即A、B两点线速度大小之比为2:1,选项B正确;由向心加速度公式a=rω2,可知角速度相等时向心加速度之比等于半径之比,所以A、B两点向心加速度大小之比2:1,故CD错误。9.(2018·浙江省名校协作体3月考试)游乐园中的竖直摩天轮在匀速转动时,其每个载客轮舱能始终保持竖直直立状(如图),一质量为m的旅行包放置在该摩天轮轮舱水平板上。,下列说法正确的是( ),【参考答案】C【名师解析】旅行包跟随摩天轮做匀速圆周运动,旅行包所受合力提供向心力,大小不变,方向时刻在变化,故A错误。旅行包随摩天轮的转动而做匀速圆周运动,合力提供向心力,在最高点与最低点只受到重力和支持力的作用,不受摩擦力,故B错误。在最高点有:mg-FN=m,且FN=,联立解得m=;旅行包随摩天轮运动到圆心等高处时,由摩擦力提供向心力,则有Ff=m=,故C正确;旅行包随摩天轮运动的过程中动能不变,而重力势能会变,故机械能不守恒,故D错误。10.(2019辽宁沈阳一模)我国高铁技术发展迅猛,目前处于世界领先水平,已知某路段为一半径为5600米的弯道,设计时速为216km/h(此时车轮轮缘与轨道间无挤压),已知我国的高铁轨距约为1400mm,且角度较小时可近似认为,重力加速度g等于10m/s2,则此弯道内、外轨高度差应为()【参考答案】B【名师解析】7原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!要使火车安全通过弯道,则火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘,靠重力和支持力的合力提供向心力,根据向心力公式列式求解;由题可知:半径,时速为;根据牛顿第二定律得:解得:。由题意得,而,联立得:,故B正确,ACD错误。【名师点睛】解决本题的关键理清向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解,注意单位的统一。11.(2019齐鲁名校联考)游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目,简化后的示意图如图所示。已知飞椅用钢绳系着,钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘上的圆周上。转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。稳定后,每根钢绳(含飞椅及游客)与转轴在同一竖直平面内。图中P、Q两位游客悬于同一个圆周上,P所在钢绳的长度大于Q所在钢绳的长度,钢绳与竖直方向的夹角分别为、。不计钢绳的重力。下列判断正确的是()、,,,则Q的向心力一定小于P的向心力ωPQθ1θ2【参考答案】BD【名师解析】设钢绳延长线与转轴的交点,与游客所在水平面的高度为(这是一个巧妙的参量,将会使得推导大为简化——由圆锥摆而受到的启发),由,所以,与游客的质量无关,即(这是一个非常重要的结论)。而,其中r为圆盘半径,半定量分析可知,L越大则θ越大。则一定大于,选项B正确,选项C错误。由圆周运动的半径R=r+Lsinθ可得,Rp>RQ,根据,则,选项A错误。由向心力公式可知,Q的向心力一定小于P的向心力,选项D正确。8原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【名师点评】(-1)。此题的命制别出心裁,在推导的时候需要高超的数学技巧,需要把每一个物体的运动等效成一个圆锥摆来处理。另外,对于三角函数能够使用定性和半定量分析的就不必使用严密的数学分析。12.(2018·河南洛阳名校联考)在室内自行车比赛中,运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为m,做圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则下列说法正确的是( ),整体受重力、支持力、,,运动员将做离心运动【参考答案】.B 【名师解析】向心力是整体所受力的合力,选项A错误;做匀速圆周运动的物体,合力提供向心力,选项B正确;运动员做圆周运动的角速度为ω=,选项C错误;只有运动员加速到所受合力不足以提供做圆周运动的向心力时,运动员才做离心运动,选项D错误。13.(2018湖北荆州中学质检)在高速公路的拐弯处,,在某路段汽车向左拐弯,,路基的水平宽度为d,(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( ).【参考答案】.B【名师解析】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,重力与支持力的合力等于向心力,9原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!mgtanθ=m,tanθ=h/d,联立解得汽车转弯时的车速v=,选项B正确。.(12分)(2018北京东城期末)人类总想追求更快的速度,继上海磁悬浮列车正式运营,又有人提出了新设想“高速飞行列车”,并引起了热议。如图1所示,“高速飞行列车”拟通过搭建真空管道,让列车在管道中运行,利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,最大时速可达4千公里。我们可以用高中物理知识对相关问题做一些讨论,为计算方便,取“高速飞行列车”(以下简称“飞行列车”)的最大速度为v1m=1000m/s;取上海磁悬浮列车的最大速度为v2m=100m/s;参考上海磁悬浮列车的加速度,设“飞行列车”的最大加速度为a=。(1)若“飞行列车”在北京和昆明(距离为L=2000km)之间运行,假设列车加速及减速运动时保持加速度大小为最大值,且功率足够大,求从北京直接到达昆明的最短运行时间t。(2)列车高速运行时阻力主要来自于空气阻力,因此我们采用以下简化模型进行估算:设列车所受阻力正比于空气密度、列车迎风面积及列车相对空气运动速率的平方;“飞行列车”与上海磁悬浮列车都采用电磁驱动,可认为二者达到最大速度时功率相同,且外形相同。在上述简化条件下,求在“飞行列车”的真空轨道中空气的密度与磁悬浮列车运行环境中空气密度的比值。(3)若设计一条线路让“飞行列车”沿赤道穿过非洲大陆,如图2所示,甲站在非洲大陆的东海岸,乙站在非洲大陆的西海岸,分别将列车停靠在站台、从甲站驶向乙站(以最大速度)、从乙站驶向甲站(以最大速度)三种情况中,车内乘客对座椅压力的大小记为F1、F2、F3,请通过必要的计算将F1、F2、F3按大小排序。(已知地球赤道长度约为4×104km,一天的时间取86000s)【名师解析】(12分)解:(1)“飞行列车”以最大加速度a==1000m/s通过的距离10原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!因为,所以列车加速到v1m后保持一段匀速运动,最后以相同大小的加速度匀减速到站停下,用时最短。加速和减速阶段用时相等:匀速阶段用时为:所以最短运行时间(2)列车功率为P,以最大速度vm匀速运行时,牵引力等于阻力f,此时有由题中简化条件可以写出:阻力,因此。“飞行列车”和磁悬浮列车功率P相同;外形相同,所以迎风面积S相同,因此二者运行环境中空气密度之比为。(3)地球赤道上的物体因地球自转而具有一定的速度,其大小为三种情况中乘客相对地心的速度大小v分别为:设座椅与人之间的相互作用弹力大小为F,地球对人的万有引力为F引,则:,某电视台娱乐节目,要求选手从较高的平台上以水平速度v0跃出后,落在水平传送带上,已知平台与传送带的高度差H=,水池宽度s0=,传送带A、B间的距离L0=,由于传送带足够粗糙,假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止,经过一个Δt=,立刻以a=2m/s2、方向向右的加速度跑至传送带最右端.(g取10m/s2)