内容正文:
章末强化练(二) 圆周运动
[对应学生用书P121]
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.理发店门口,常可以看到这样的标志:一个转动的圆筒,外表有彩色螺旋斜条纹.我们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉.如图所示,假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带,相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)为L,如果我们观察到条纹以速度v向上运动,则圆筒的转动情况是(俯视)( )
A.顺时针,转速n=
B.顺时针,转速n=
C.逆时针,转速n=
D.逆时针,转速n=
B [如果我们观察到条纹以速度v向上运动,则说明圆筒的转动从正面看是从右向左的,从上往下看应该是顺时针转动.t时间内上升高度为h=vt,由题意可知vt=ntL,解得n=.故选项B正确.]
2.如图所示情境中,利用了离心现象的是( )
D [自行车赛道倾斜,应用了支持力与重力的合力提供向心力,防止发生离心运动,故A错误;因为F=m,所以速度越快所需的向心力就越大,汽车转弯时要通过减速,来减小汽车所需的向心力,防止发生离心运动,故B错误;汽车上坡前加速,与离心运动无关,故C错误;拖把利用旋转脱水,是利用了离心运动,故D正确.]
3.(2022·山东卷)无人配送小车某次性能测试路径如图所示,半径为3 m的半圆弧BC与长8 m的直线路径AB相切于B点,与半径为4 m的半圆弧CD相切于C点.小车以最大速度从A点驶入路径,到适当位置调整速率运动到B点,然后保持速率不变依次经过BC和CD.为保证安全,小车速率最大为4 m/s,在ABC段的加速度最大为2 m/s2,CD段的加速度最大为1 m/s2.小车视为质点,小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离l为( )
A.t=(2+)s,l=8 m
B.t=(+)s,l=5 m
C.t=(2++)s,l=5.5 m
D.t=[2++]s,l=5.5 m
B [依题意知小车在BC段运动的最大速率为v1== m/s,在CD段运动的最大速率为v2==2 m/s,所以经过BC段和CD段的最大速率为v2=2 m/s,因此在BC段和CD段运动的最短时间t3= s= s,在B点的速率最大为v2=2 m/s,设在AB段小车以最大加速度减速的距离为x,则根据匀变速直线运动规律得v=v-2a1x,解得x=3 m,t2==1 s,所以匀速运动的最大距离l=8 m-x=5 m,运动时间t1= s,最短时间t=t1+t2+t3=(+) s,B正确.]
4.图示为锥形齿轮的传动示意图,大齿轮带动小齿轮转动,大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2,两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2,则( )
A.ω1=ω2,v1>v2
B.ω1>ω2,v1=v2
C.ω1<ω2,v1=v2
D.ω1=ω2,v1<v2
C [大齿轮带动小齿轮转动,轮子边缘上的点在相同时间内走过的弧长相同,则线速度大小相等,即v1=v2,根据ω=知,r1>r2,则ω1<ω2,故C项正确.]
5.m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点),A为终端皮带轮,如图所示,已知皮带轮半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑.当m可被水平抛出时,A轮每秒转过的圈数最少是( )
A. B.
C. D.
A [物体恰好不被抛出的临界条件是最高点重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg=m,根据线速度定义公式有:v=2πrn,联立解得:n=,故A项正确.]
6.如图所示为某港口大型起重装置,缆车下吊一重物正匀速运动,所吊重物的质量为m,吊重物的缆绳长为L,当缆车突然停止时,缆绳所承受的拉力增大为原来的2倍,不计缆绳的重量,重力加速度为g,则缆车匀速运动时的速度为( )
A. B.
C. D.
B [由题意知,缆车突然停车的瞬间,重物开始做圆周运动,其所受合力提供向心力,即:F-mg=m,其中F=2mg,解得:v=,故B项正确.]
7.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10 m/s2.则ω的最大值是( )
A. rad/s B. rad/s
C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s
C [物体随圆盘做圆周运动,运动到最低点时最容易滑动,因此物体在最低点且刚好要滑动时的转动角速度为最大值,物体在最低点受力分析如图所示,根据牛顿第二定律可知μmg cos 30°-m