第14练 圆周运动-2023年高考物理一轮复习小题多维练（全国通用）

专题04 曲线运动 第14练 圆周运动 1. 如图所示，圆桌桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘，A是圆盘边缘的一点，B是圆盘内的一点。分别把A、B的角速度记为ωA、ωB，线速度记为vA、vB，向心加速度记为aA、aB，周期记为TA、TB，则(　　) A．ωA>ωB　　　　　　　 B．vA>vB C．aA<aB D．TA<TB 【答案】B 【解析】因A、B两点同轴转动，则角速度相同，ωA＝ωB，A错误；因为rA>rB，根据v＝ωr可知，vA>vB，B正确；因为rA>rB，根据a＝ω2r可知，aA>aB，C错误；因ωA＝ωB，根据T＝可知，TA＝TB，D错误。 2.如图所示，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为(　　) A．200 N　　　　　　　 B．400 N C．600 N D．800 N 【答案】B 【解析】该同学荡秋千可视为做圆周运动，设每根绳子的拉力大小为F，以该同学和秋千踏板整体为研究对象，根据牛顿第二定律得2F－mg＝，代入数据解得F＝410 N，故每根绳子平均承受的拉力约为400 N，故B正确，A、C、D错误。 3.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F－v2图像如图乙所示。则(　　) A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．v2＝c时，小球对杆的弹力方向向上 D．v2＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等 【答案】ACD 【解析】　对小球在最高点进行受力分析，速度为零时，F－mg＝0，结合图像可知a－mg＝0；当F＝0时，由牛顿第二定律可得mg＝，结合图像可知mg＝，联立解得g＝，m＝，A正确，B错误；由图像可知b<c，当v2＝c时，根据牛顿第二定律有F＋mg＝，则杆对小球有向下的拉力，由牛顿第三定律可知，C正确；当v2＝2b时，由牛顿第二定律可得mg＋F′＝，可得F′＝mg，D正确。 4.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO′转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块A到OO′轴的距离为物块B到OO′轴距离的2倍。现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．B受到的静摩擦力一直增大 B．B受到的静摩擦力是先增大后减小再增大 C．A受到的静摩擦力是先增大后减小 D．A受到的合外力一直在增大 【答案】BD 【解析】开始角速度较小时，两物体均靠静摩擦力提供向心力，角速度增大，静摩擦力增大，根据f＝mrω2，知ω＝，随着角速度的增大，A先达到最大静摩擦力，A先使绳子产生拉力，所以当绳子刚好产生拉力时，B受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力，随着角速度的增大，对B分析，拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，则B的静摩擦力会减小，然后反向增大。对A分析，拉力和最大静摩擦力共同提供向心力，角速度增大，静摩擦力不变，可知A的静摩擦力先增大达到最大静摩擦力后不变，B的静摩擦力先增大后减小，再增大，故A、C错误，B正确；根据向心力公式F＝m，在发生相对滑动前物块做圆周运动的半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力就是物块受到的合力，故D正确。 1．（2022·全国·模拟预测）如图所示，质量相等的可视为质点的小球A，B分别用细线悬挂于等高的两点，A球的悬线比B球的长，把两球均拉到悬线水平后将小球由静止释放，不计空气阻力，则两球经最低点时（　　） A．A球的对绳的拉力等于B球对绳的拉力 B．A球的重力势能大于B球的重力势能 C．A球的动能等于B球的动能 D．A球的机械能大于B球的机械能 【答案】 A 【解析】 A．小球在运动过程中机械能守恒，则有 解得小球在最低点的速度为 在最低点，根据牛顿第二定律有 联立上式可得 与悬线长度无关，两球质量相等，所以拉力相等，A正确； B．因为两球质量相等，最低点时A球重力势能小，B错误； C．由A可知，小球在最低点的速度为，由于A球的悬线比B球的长，所以A球的速率大于B球的速率，则A球的动能大于B球的动能，C错误； D．小球在运动过程中机械能守恒，初始位置两球的机械能相等，在同一高度，质量相同，重力势能相同，动能为零，所以两球在最低点的机械能的大小相等，D错误。 故选A。 2.如图所示的圆周运动，下列说法不正确的是 A. 如图，汽车通过拱桥的最高点处