内容正文:
圆周运动
第六章
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章末·知识网络
章末·真题演练
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物理 必修 第二册
章末·真题演练
命题视角一 描述圆周运动的物理量
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命题视角二 圆周运动规律的应用
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制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
1.(2021·全国甲)“旋转纽扣”是一种传统游戏.如图所示,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处的点向心加速度大小约为( )
A.10 m/s2
B.100 m/s2
C.1 000 m/s2
D.10 000 m/s2
答案 C
解析 由题意可知,纽扣在转动的过程中的角速度为ω=2πn=100π rad/s,由向心加速度公式可得an=ω2r=(100π)2×0.01 m/s2≈1 000 m/s2,选项C正确.
2.(2023·全国甲)一质点做匀速圆周运动,若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比,运动周期与轨道半径成反比,则n等于( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案 C
解析 质点做匀速圆周运动,根据题意设周期T=,合外力等于向心力,根据F合=Fn=mr,联立可得Fn=r3,其中为常数,r的指数为3,故题中n=3,选项C正确.
3.(江苏)(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10°.在此10 s时间内,火车( )
A.运动路程为600 m
B.加速度为零
C.角速度约为1 rad/s
D.转弯半径约为3.4 km
答案 AD
解析 运动路程s=vt=600 m,选项A正确;角速度ω== rad/s= rad/s,选项C错误;根据v=ωr,得r=≈3.4 km,选项D正确;a=ω2r≈1.0 m/s2 ,选项B错误.
1.(2021·广东)由于高度限制,车库出入口采用图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成,P、Q为横杆的两个端点.在道闸抬起过程中,杆PQ始终保持水平.杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中,下列说法正确的是( )
A.P点的线速度大小不变
B.P点的加速度方向不变
C.Q点在竖直方向做匀速运动
D.Q点在水平方向做匀速运动
答案 A
解析 由题可知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,则P点的线速度大小不变,加速度方向时刻指向O点,选项A正确,B错误; Q点在竖直方向的运动与P点相同,相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为y=lOP·sin (+ωt),则可知Q点在竖直方向不是做匀速运动,选项C错误;Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为x=lOP·cos (+ωt)+lPQ,则可知Q点在水平方向也不是做匀速运动,选项D错误.
2.(2020·全国Ⅰ)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 取同学和秋千为研究对象进行受力分析,根据牛顿第二定律,2F-mg=m,代入数据解得F=410 N,选项B正确.
3.(2023·江苏)“转碟”是传统的杂技项目,如图所示,质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动.当角速度为时ω0,碟子边缘看似一个光环.求此时发光物体的速度大小v0和受到的静摩擦力大小f.
解析 发光体的速度v0=ω0r,发光体做匀速圆周运动,
则静摩擦力充当做圆周运动的向心力,
则静摩擦力大小为f=mωr.
答案 ω0r mωr
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