第五章 第3讲 圆周运动-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮课时巩固word （新教材，鲁科版，福建专用）

第3讲　圆周运动 1.如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随过山车在竖直平面内旋转。下列说法正确的是(　D　) A.过山车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来 B.人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力 C.人在最低点时对座位的压力等于mg D.人在最低点时对座位的压力大于mg 解析:人过最高点时,N+mg=m,当v≥时,即使人不用保险带也不会掉下来,当v=时,人在最高点时对座位产生的压力为mg,A、B错误;人在最低点时具有竖直向上的加速度,处于超重状态,故此时人对座位的压力大于mg,C错误,D正确。 2.(2021·全国甲卷,15)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达50 r/s,此时纽扣上距离中心1 cm 处的点的向心加速度大小约为(　C　) A.10 m/s2 B.100 m/s2 C.1 000 m/s2 D.10 000 m/s2 解析:向心加速度的公式a=ω2r,结合角速度与转速的关系ω=2πn,代入数据可得a约为1 000 m/s2,C正确。 3.(粤教版必修第二册第42页第3题改编)如图所示,杂技演员表演水流星节目。一根长为L的细绳两端系着盛水的杯子,演员握住绳中间,随着演员的抡动,杯子在竖直平面内做圆周运动,杯子运动中水始终不会从杯子洒出。设重力加速度为g,则杯子运动到最高点的角速度ω至少为(　B　) A. B. C. D. 解析:杯子在竖直平面内做半径为的圆周运动,使水不流出的临界条件是在最高点重力提供向心力,则有mg=,可得ω=,故B正确,A、C、D错误。 4.(多选)在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,如图所示。当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压。设此时的速度大小为v,重力加速度为g,两轨所在面的倾角为θ,则(　AB　) A.该弯道的半径r= B.当火车质量改变时,规定的行驶速度大小不变 C.当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压 D.当火车速率小于v时,外轨将受到轮缘的挤压 解析:火车拐弯不侧向挤压车轮轮缘时,重力和支持力的合力刚好提供向心力,有mgtan θ=m,解得r=,故选项A正确;由mgtan θ=m,解得v=,可知火车规定的行驶速度与质量无关,故选项B正确;当火车速率大于v时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,此时外轨对火车有侧压力,轮缘挤压外轨,故选项C错误;当火车速率小于v时,重力和支持力的合力大于所需的向心力,此时内轨对火车有侧压力,轮缘挤压内轨,故选项D错误。 5. (2021·山东济南检测)空中飞椅是游乐场里的娱乐项目之一,其模型如图所示,顶端转盘上用等长钢丝绳吊着多个座椅,甲、乙两人分别坐在A、B两个吊椅中,当转盘以一定的角速度匀速转动时,连接A、B座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为α、θ。已知A、B座椅绕轴的旋转半径分别为r1、r2,甲、乙两人的质量分别为m1、m2,两座椅的质量相等,若m1>m2,则(　D　) A.α<θ B.r1>r2 C.甲的向心加速度小于乙的向心加速度 D.甲、乙线速度大小相等 解析:以人和座椅为研究对象,合力提供向心力,甲和座椅在水平面内的圆周运动满足mgtan α=mω2(Lsin α+r),解得ω=,同轴传动角速度相同,故α=θ,r1=r2,故A、B错误;根据a=ω2r 可知,a1=a2,根据v=rω可知v1=v2,故C错误,D正确。 6.如图所示,水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动,两轮的半径R∶r=2∶1。当主动轮Q匀速转动时,在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上,此时Q轮转动的角速度为ω1,木块的向心加速度为a1。若改变转速,把小木块放在P轮边缘恰能静止,此时Q轮转动的角速度为ω2,木块的向心加速度为a2,则=　　　　,=　　　　。  解析:根据题述,a1=r,ma1=μmg,联立解得μg=r。小木块放在P轮边缘恰能静止,μg=ω2R=2ω2r。由ωR=ω2r,联立解得=;又ma2=μmg,所以=。 答案:　 7.如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球与两细线连接后分别系于B、C两点,装置静止时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=1 kg,细线AC长L= 1 m,B点距C点的水平和竖直距离相等。(重力加速度g取10 m/s2,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) (1)若装置匀速转动的角速度为ω1,细线AB上的张力为零而细线AC与竖直方向夹角仍为37°,求角速度ω1的大小。 (2)若装置匀速转动的角速度为ω2,细线AB刚好竖直,且张力为零