(配套教参)高效作业12 圆周运动-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业12　圆周运动 (见学生用书P311) 微考点一　圆周运动的基本概念 1．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(　D　) A．位移为600 m B．加速度大小为0 C．角速度约为1 rad/s D．转弯半径约为3.4 km 【解析】 圆周运动的弧长s＝vt＝60×10 m＝600 m，则位移小于600 m，选项A错误；火车转弯可看作圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为0，加速度大小不为0，选项B错误；由题意得圆周运动的角速度ω＝＝×π rad/s＝ rad/s，又v＝ωr，所以r＝＝×180 m≈3.4 km，选项C错误，D正确。 2．自行车传动机构的示意图如图所示，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度大小为(　D　) A．　　　　　　　B． C． D． 【解析】 自行车前进的速度大小等于后轮的线速度大小，大小齿轮通过链条传动，故线速度大小相等，根据公式可得ω1r1＝ω2r2，解得ω2＝，小齿轮和后轮是同轴转动，所以两者的角速度相等，故线速度v＝r3ω2＝，故D正确。 3．由于高度限制，车库出入口采用右图所示的曲杆道闸，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，OP杆与PQ杆的长度均约为1 m。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，用时约为1 s，则Q点的速度大小和加速度大小分别约为(　A　) A．0.5 m/s　0.3 m/s2 B．1 m/s　0.3 m/s2 C．0.5 m/s　0.6 m/s2 D．1 m/s　0.6 m/s2 【解析】 P点绕O点做匀速圆周运动，杆PQ始终保持水平，则P、Q两点相对静止，有相同的速度和加速度，故vQ＝vP＝ωr，aQ＝aP＝ω2r，又ω＝＝ rad/s，联立解得vQ≈0.5 m/s，aQ≈0.3 m/s2，故选A。 微考点二　圆周运动的动力学问题 4．2023·余姚中学模拟在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣的实验，如图所示，在T形支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。设小球质量为m，细绳长度为L。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动。测得小球运动的周期为T，由此可知(　D　) A．小球运动的角速度ω＝ B．小球运动的线速度大小v＝ C．小球运动的加速度大小a＝ D．细绳中的拉力大小F＝ 【解析】 小球做圆周运动的角速度ω＝，故A错误；小球做圆周运动的线速度大小v＝，故B错误；小球做圆周运动的加速度大小a＝ω2L＝，故C错误；细绳中的拉力大小F＝ma＝，故D正确。 5．如图所示，两个质量相同的小球用长度不相等的不可伸长的细线拴在同一点，并在同一水平面内做同方向的匀速圆周运动，则它们的(　A　) A. 运动周期相同 B．向心加速度大小相同 C．运动角速度不相同 D．运动线速度大小相同 【解析】 设细线与竖直方向的夹角为θ，小球受到的合力F＝mg tan θ，小球做圆周运动的半径r＝h tan θ，则由向心力公式可得mg tan θ＝mh tan θ，解得T＝2π，由ω＝，可得ω＝，故A正确，C错误；向心加速度大小a＝rω2＝g tan θ，向心加速度大小与角度有关，故B错误；运动线速度大小v＝rω＝htan θ＝tan θ，故D错误。 微考点三　竖直面内的圆周运动问题 6．2023·黄岩二中模拟(多选)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(　ACD　) A．当地的重力加速度大小为 B．小球的质量为 C．当v2＝2b时，小球受到的弹力大小与重力大小相等 D．当v2＝c时，小球对杆的弹力方向向上 【解析】 由题图乙可知，当v2＝0时，F＝a，故有F＝mg＝a；当v2＝b时，F＝0，杆对小球无弹力，即mg＝m，即g＝，解得m＝，A正确，B错误。当v2＝2b时，合力提供向心力，则有F＋mg＝m，又mg＝m，可得F＝mg，C正确。由题图乙可知，当v2<b 时，杆对小球的弹力方向向上，当v2>b 时，杆对小球的弹力方向向下，所以，当v2＝c时，杆对小球的弹力方向向下，小球对杆的弹力方向向上，D正确。 7．2023·慈溪中学模拟质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示。在该时刻，下列说法正确的是(　A　) A．秋千对小明的作用力大小小于mg B．秋千对小明的作用力大小大于mg C．小明的速度大小