专题02 圆周运动及应用(7大题型+优选提升题)(上海专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期中真题分类汇编
2025-04-01
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内容正文:
专题02 圆周运动及应用
圆周运动及物理量计算
1.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)做匀速圆周运动的质点,下列物理量中发生变化的是( )
A.线速度 B.角速度 C.周期 D.转速
2.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如图所示,一小球由细线拴住悬挂在天花板上,并在水平面内做匀速圆周运动,线长为L,转动的角速度为,线与竖直方向间的夹角为,则小球的线速度大小为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一下·上海控江中学·期中)在放映电影时,一般电影机每秒钟切换24幅画面。一辆汽车的车轮上有三根辐条,车轮半径为0.5m,则下列判断中正确的是( )
A.无论车轮转速多大,都不会感觉车轮倒转
B.只有车轮转速为24r/s时,才会感觉车轮不转动
C.车速为12πm/s时,一定可以看到画面上有6根辐条
D.车速为4kπm/s时 (其中k=1,2,3…),一定可以看到画面上有 6 根辐条
4.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)有一个质点沿半径为R的圆周做匀速圆周运动,t秒内通过的圆弧长s米,则它的线速度为 ,角速度为 。
在生产、生活和自然界中,许多过程都涉及曲线运动,例如滑雪运动、游乐园里的摩天轮、转动的时钟指针、风车的叶片、卫星绕中心天体的运动等。
5.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图所示,风力发电机的叶片在风力作用下转动,叶片上分别有A、B、C三点,A点到转轴的距离是B点到转轴距离的两倍,A和C两点到转轴的距离相等。则下列说法错误的是( )
A.A点和B点的角速度大小相等
B.A点和B点的线速度大小相等
C.B点和C点的角速度大小相等
D.A点和C点的线速度大小相等
6.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)自行车是常见的交通工具,如图所示,自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同,关于它们边缘的三个点A、B、C的描述,以下说法正确的是( )
A.A点和C点的线速度大小相等
B.A点和B点的角速度相同
C.A点和B点的线速度大小相等
D.B点和C点的线速度大小相等
7.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)两个相距为r的小物体,它们之间的万有引力为F,保持质量不变,将它们间的距离增到3r,那么它们之间的万有引力的大小将变为( )
A.F B.3F C. D.
8.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)某滑板爱好者,在离地面高度为h的平台上滑行,如下图所示,水平离开A点后经过0.7秒落在水平地面的B点,其水平位移为x=3.5m。g取10m/s2,不计空气阻力,求:
①人与滑板离开平台时的水平初速度;
②平台离地的高度h。
向心力、向心加速度的计算
1.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)半径为r的圆筒绕竖直中心轴匀速转动,筒的内壁上有一个质量为m的物体A。物块A一边随圆筒转动,一边以竖直向下的加速度a下滑。若物体与筒壁间的动摩擦因数为,圆筒转动的角速度为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形的大容器,游客进入容器后身体紧靠简壁坐着当圆筒开始转动,转速逐渐增大时,游客会感到自己被紧紧地压在筒壁上不能动弹。当转速增大到一定程度时,突然地板与坐椅一起向下坍落,游客们大吃一惊,但他们都惊奇地发现自己是安全的。此时游客( )
A.共受到4个力的作用
B.游客的向心加速度是相同的
C.游客所受向心力是由弹力提供的
D.坍落后如果转速继续增加他们受到的摩擦力也会继续增加
3.(23-24高一下·上海松江一中·期中)机械手表中有大量精密齿轮,齿轮转动从而推动表针。某机械手表打开后盖如图甲所示,将其中两个齿轮简化,如图乙所示。已知大、小齿轮的半径之比为3:2,Q、P分别是大、小齿轮边缘上的点,则Q、Р两点的向心加速度大小之比为( )
A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:2
4.(23-24高一下·上海格致中学·月考)天宫空间站绕地球运行轨道近似可以看作匀速圆周运动,在天宫空间站运行的过程中,下列那个物理量保持不变。( )
A.速度 B.角速度 C.加速度 D.合外力
5.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示,用细绳相连的小球a、b可在水平光滑杆上滑动,两小球的质量关系为ma=2mb,水平杆随装置匀速转动的角速度为,两球离竖直转轴的距离不变,则( )
A.两球所需向心力的大小相等
B.a球的向心力大于b球的向心力
C.a球离转轴的距离是b球离转轴距离的一半
D.当增大时a球将向外滑动
6.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小,质量为m的滑块套在水平杆上(不会翻倒),力传感器通过一根细绳连接滑块,用来测量绳中拉力F的大小,最初整个装置静止,细绳刚好伸直但无张力,然后让整个装置逐渐加速转动,最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片,宽度为d,滑块的中心到转轴的距离为L,每经过光电门一次,通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。
(1)某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为,则滑块转动的线速度v= ;
(2)认为绳的张力充当向心力,如果F= (用已知量和待测量的符号表示),则向心力的表达式得到验证。
7.(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)如图所示,光滑水平面上钉有两根相距为l的铁钉O和,一段长为2l的细线一端系于O点,另一端连一质量为m的小球,小球位于的延长线上。若小球以垂直于细线,平行于水平面的速度v开始运动(每次细线触碰铁钉,均不改变小球速度大小),求:
(1)细线接触到铁钉后,小球的角速度的大小;
(2)细线接触到铁钉后,细线受到的拉力的大小;
(3)小球从开始运动到小球与铁钉O相碰的过程中,所经历的时间。
8.(23-24高一下·上海控江中学·期中)汽车质检时,将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上,使车轮转动时汽车仍在原地不动,如图所示 。车内轮 A 的半径为,车外轮 B 的半径为,滚筒 C 的半径为,车轮与滚筒间不打滑, 当车轮以恒定速度运行时,A、B 轮边缘的线速度大小之比为 ;B、C 轮边缘的向心加速度大小之比为 。
9.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)如图所示的带传动装置中,A、C两轮固定在同一轴上,B轮固定在另一转轴上,B、C轮间用传动带相连。已知,,,则A、B、C三点的线速度的大小之比为 ,向心加速度的大小之为 。
自行车与生活
自行车是绿色环保的交通工具,已有100多年的历史;由于环保以及交通的问题,自行车再度成为人们喜爱的交通、健身工具,世界自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变。构建和谐型、节约型社会深得民心,遍布于生活的方方面面。
10.(23-24高一下·上海新川中学·期中)有一款自行车前后轮不一样大,前轮半径为0.35m,后轮半径为0.28m,A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点,正常运行中,A、B两点的角速度之比为 ,线速度之比为 。
11.(23-24高一下·上海新川中学·期中)某人在泥泞的路上骑自行车,前轮最高点上的一块泥巴脱离轮胎恰好做平抛运动,则泥巴在运动(空气阻力不计)过程中,在相等时间内,下列物理量相等的是( )
A.位移 B.下落高度 C.平均速度 D.速度的变化量
12.(23-24高一下·上海新川中学·期中)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有A、B、C三点,向心加速度随半径变化图像如图所示,则( )
A.A、B两点加速度关系满足甲图线
B.A、B两点加速度关系满足乙图线
C.A、C两点加速度关系满足甲图线
D.A、C两点加速度关系满足乙图线
汽车、火车转弯问题
生活中有各种有趣的现象,车辆转弯、运动员滑雪、游乐场过山车行进等等,都与圆周运动有着密切的关系,这其中蕴含着怎样的物理原理呢?
9.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是一种匀变速运动
B.物体受到恒定的合外力,不可能做匀速圆周运动
C.所有做圆周运动的物体,它所受的合外力一定是指向圆心的
D.因为物体做圆周运动,所以产生了向心力
10.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A.图1中汽车通过凹形桥的最低点时,汽车处于失重状态
B.图2中旋转秋千装置中,等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等
C.图3中在铁路转弯处,设计外轨比内轨高,目的是火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力
D.图4中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
11.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图是自行车传动结构的示意图,其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2和r3,假设脚踏板的转速为n(r/s),则该自行车前进的速度为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)雨天在野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“沉重”,如果将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就会被甩下来。如图所示,图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则下列说法正确的是( )
A.泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度相同
B.泥巴在b、d位置时最容易被甩下来
C.泥巴在a位置时最容易被甩下来
D.泥巴在c位置时最容易被甩下来
13.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置。
(1)本实验采用的方法是 法;
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线 传感器(图中⑤);
(3)小组同学为了探究向心力跟角速度的关系,实验中,先将⑦旋至某一挡位,当悬臂匀速转动时,记录向心力F的大小和角速度ω的数据。改变角速度的大小,多次实验。
小组同学先让一个砝码做半径r为0.12m的圆周运功,得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变,再将运动半径r分别调整为0.08m、0.04m分别又做了两组实验,最后同学们把三组实验得到的图线画在了同一坐标系中。则:
(a)若对①图线的数据进行处理,获得了F-x图像(如图乙所示),该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是 。
(b)试在甲图中任找一个数据点,可得砝码质量为 kg(保留到小数点后一位即可)。
(c)对甲图中的3条F-ω图线进行比较分析,可以得出ω一定时,的结论。请简要说明得到结论的方法 。
14.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示是一种常见的盘山公路弯道设计方案,在弯道处使路面向山体一侧倾斜,这样可在一定程度上减小行车安全隐患。图中弯道路面的纵截面可视为夹角θ=15°的斜面,车辆转弯时行驶的轨迹可视为半径R=30m的水平圆弧,车辆可视为质点。sin15°=0.26,cos15°=0.97,g取10m/s2,问:
(1)当一辆汽车在该弯道路面上匀速转弯行驶时,若汽车不受侧向的摩擦力作用,其速度应为多大?(结果保留1位有效数字)
(2)若一辆汽车以较大的速度v0通过该弯道,仍沿路面做匀速圆周运动,汽车总质量为m,小张同学用关系式来求此时汽车所受摩擦力厂的大小。你认为这种做法是否正确,若不正确,请列出正确的关系式或方程组(不必求解结果)。
(3)橡胶轮胎与地面间的动摩擦因数μ约为0.7,试计算汽车在该弯道上安全行驶不发生侧滑的最大速度vm。(结果保留2位有效数字)
上海永久自行车有限公司是我国最早的自行车整车制造厂家之一,已有七十五年的历史。如图是一辆永久牌公路自行车,它的质量为25kg,最大行驶速度为54km/h,后轮直径66cm。它的传动方式为大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮带动后轮提供自行车前进的动力。
15.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)如图是该自行车传动结构的示意图,大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2:1:4,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点的周期之比为1:2
B.B、C两点的线速度大小之比为1:8
C.A、C两点的向心加速度大小之比为1:8
D.A、C两点的角速度之比为2:1
16.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)如果雨天水平地面的摩擦因数为0.3,当自行车以最大速度行驶转弯时,自行车转弯半径至少多大才不会侧滑?
17.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)当骑着这辆自行车经过一座半径为20m的拱桥时,请分析自行车是否会离开桥面“起飞”?
18.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)如图是一杂技自行车运动员(可视为质点),想飞跃一高度h为1.25m,宽度d为4m的壕沟,则运动员在空中飞行的时间为 s;至少要 m/s的初速度才能安全飞跃。
王老师质量M=60kg,骑一辆质量m=50kg的电动自行车上下班,已知当地重力加速度g=10m/s2。
19.(23-24高一下·上海松江一中·期中)下图中,1为王老师上班途径的路,2为王老师下班途径的路,经过两条线路时的速度大小相同,在线路1上所受向心力大小为F1,在线路2上所受向心力大小为F2,则
(1)F1 F2(填“>“<”或“=”);
(2)提供向心力的是( )
A.摩擦力 B.重力 C.弹力
(3)若王老师上班路上保持匀速率行驶,线路1可以看成半径为5m的圆的一部分,电动自行车与地面之间的动摩擦因数为0.5,求王老师在线路1安全行驶的最大速度。
20.(23-24高一下·上海松江一中·期中)清明节假期,王老师骑电动自行车前往家附近的公园游玩。在通过如图半径为8m的拱桥最高点时车速为4m/s,求人和车整体对桥面的压力大小。
生活中的圆周运动
在生产、生活和自然界中,许多物体都涉及圆周运动,例如汽车转弯、洗衣机脱水等。
21.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流,图中A、B、C、D为四处河岸,他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度,你认为冲刷最严重最有可能的是( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
22.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动,以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示,下列说法正确的是( )
A.衣物运动到最低点B点时处于失重状态 B.衣物和水都做向心运动
C.衣物运动过程中所受合力为零 D.衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
23.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)陶瓷是中华瑰宝,是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯,如图(a)所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上,用刀旋削,使坯体厚度适当,表里光洁。对应的简化模型如图(b)所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时,关于粗坯上P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A.P的角速度大小比Q的大 B.P的线速度大小与Q相等
C.P的向心加速度大小比Q的大 D.同一时刻P所受合力的方向与Q的相同
24.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)某公路自行车的质量为25kg,最大行驶速度为54km/h,后轮直径66cm。它的传动方式为大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮带动后轮提供自行车前进的动力。
(1)如图是该自行车传动结构的示意图,大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是
A.B、C两点的线速度大小之比为1∶8 B.A、B两点的周期之比为1∶2
C.A、C两点的角速度之比为2∶1 D.A、C两点的向心加速度大小之比为1∶8
(2)当自行车最大行驶速度为54km/h时,后轮的角速度为 rad/s,小齿轮的周期为 s。(保留三位有效数字)
(3)如果地面的摩擦系数为0.5,当自行车以最大速度行驶时,自行车转弯半径至少为 m。
25.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)运动员趴在雪橇上从山坡沿截面为圆弧型的冰道快速滑降至水平面上的大圆轨道上。雪橇和运动员(可视为质点)的总质量为m,以速度v在大圆轨道上做匀速圆周运动。圆弧型冰道截面半径为R(R未知),雪橇离圆弧型冰道最低点的竖直高度为。忽略摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)圆弧型冰道对雪橇的支持力;
(2)雪橇的向心加速度;
(3)大圆轨道的半径r。
26.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)如图所示为一辆用式货车的后视图。该厢式货车在水平路面上做转弯测试,圆弧形弯道的半径,车轮与路面间的最大静摩擦力为车对路面压力的0.8倍。货车内顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速直线运动时,传感器的示数,某次在此弯道上转弯时做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数,取重力加速度。
(1)由图可知,货车 转弯(选涂:A.向左 B.向右);
(2)货车转弯时速度多大?
(3)该货车在此圆弧形弯道做匀速圆周运动时,若速度达到36km/h,试通过计算说明货车是否会发生侧滑。
圆锥摆问题
秋千 陆老师最喜欢玩秋千,他发现在游乐园中经常有各种各样的秋千,能够体会到飞到空中的刺激感觉。
27.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)质量为m的陆老师坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示,此时牵引秋千的轻绳绷直,陆老师相对秋千静止,下列说法正确的是( )
A.此时秋千对陆老师的作用力可能不沿绳的方向
B.此时秋千对陆老师的作用力小于mg
C.此时陆老师的速度为零,所受合力为零
D.陆老师从最低点摆至最高点过程中先处于失重状态后处于超重状态
28.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)有一种极限秋千运动,陆老师通过蹲下和站起动作,可以越荡越高,直至实现360°翻转。运用所学物理知识分析,若秋千绳换为铁链或铁杆, (选涂:A铁链秋千 B铁杆秋千)更容易实现360°极限翻转。
29.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上,绳子下端连接座椅,陆老师坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看质点,“旋转秋千”可简化为如图所示的模型。其中,处于水平面内的圆形转盘,半径为r,可绕穿过其中心的竖直轴转动,让转盘由静止开始逐渐加速转动,经过一段时间后陆老师与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳子与竖直方向的夹角为θ。已知绳长为L且不可伸长,质点的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力及绳重。
(1)求陆老师做匀速圆周运动的向心加速度an的大小 ;
(2)求转盘角速度ω的大小 ;
(3)现游乐园为安全起见,必须减小秋千转动的线速度,若保持夹角θ不变,可采用什么有效办法?
游乐园
周末,60kg的小张和70kg的小汤来到了游乐园玩耍,发现了很多与圆周运动有关的项目。在旋转木马处,小张乘坐外圈的“马”,小汤乘坐内圈的“马”,测得“马”每分钟转6圈,做匀速圆周运动的半径分别为3m和2m。
30.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)旋转木马做匀速圆周运动的过程中,保持不变的物理量是( )
A.线速度 B.向心力 C.周期 D.向心加速度
31.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)小张的“马”做匀速圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
32.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)小张和小汤受到的向心力分别为和,则等于( )
A.9:4 B.9:7 C.3:2 D.7:9
33.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)如图所示,游乐场的旋转飞椅非常刺激有趣,随着旋转速度越来越快,飞椅会逐渐远离圆柱。链球运动员在将链球抛掷出手之前,总要双手拉着链条加速转动几周,这样可使链球的速度尽量增大,抛掷出手后球飞得更远。同样,在运动员加速转动链球过程中,链球会逐渐远离运动员。这两种现象有什么联系?你能讲出其中的道理吗?
34.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)在玩耍的过程中,小张对圆周运动产生了兴趣,她和小汤决定利用下图的实验装置来探究探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
(1)本实验采用的方法是 法;
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线 传感器(图中⑤);
(3)为了探究向心力跟角速度的关系,实验中,先将⑦旋至某一挡位,当悬臂匀速转动时,记录向心力F的大小和角速度ω的数据。改变角速度的大小,多次实验。
小张和小汤先让一个砝码做半径r为0.12m的圆周运动,得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变,再将运动半径r分别调整为0.08m、0.04m分别又做了两组实验,最后两人把三组实验得到的图线画在了同一坐标系中。则:
(a)若对①图线的数据进行处理,获得了F-x图像(如图乙所示),该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是
(b)试在甲图中任找一个数据点,可得砝码质量为 kg(保留到小数点后2位即可)。
水平转盘上的物体
35.如图所示,在水平转台上放一个质量M=2 kg的木块,它与转台间的最大静摩擦力为Fmax=6.0 N,绳的一端系在木块上,另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量m=1.0 kg的物体,当转台以角速度ω=5 rad/s匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2,M、m均视为质点)( )
A.0.04 m B.0.08 m C.0.16 m D.0.32 m
36.(23-24高一下·上海松江一中·期中)如图所示,小物块A与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,下列关于A的受力情况说法正确的是( )
A.受重力、支持力 B.受重力、支持力和向心力
C.受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力 D.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
37.(23-24高一下·上海高桥中学·期中)如图所示,水平放置的转盘,绕着通过它的中心O点的竖直轴匀速转动。质量为40g的小盒A放在转盘上(盒A很小可看作质点),A距O点40cm。现在盒中装入质量为10g的小球B,小球与盒内表面光滑。盒A(包含B)与转盘之间的最大静摩擦力为0.02N,为使A相对转盘没有滑动,盘转动的最大角速度为 rad/s,此时球B压向盒的 (填“内侧”或“外侧”。)
绳、杆及拱桥模型
松江欢乐谷 为成为一名宇航员做准备,陆老师来到松江欢乐谷,体验更刺激的项目。
38.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,陆老师进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动,转速增大到一定程度时,突然底板塌落,陆老师发现自己没有落下去。陆老师随圆筒一起做匀速圆周运动, 充当向心力(填力的名称)。
39.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)陆老师不落下去的原因是( )
A.陆老师处于失重状态
B.陆老师受到的静摩擦力大小等于重力大小
C.陆老师随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
40.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)陆老师在游玩该器械时想起他曾经探究匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系,他按图甲所示的装置进行实验,物块放在平台卡槽内,平台绕轴转动,物块做匀速圆周运动,平台转速可以控制,光电计时器可以记录转动一周的时间。
(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制 保持不变,陆老师由光电计时器测转动的周期T,计算的表达式是 。
(2)陆老师按上述实验将测算得到的结果用作图法来处理数据,如图乙,纵轴F为力传感器读数,横轴为,图线不过坐标原点的原因是 。
(3)用电子秤测得物块的质量为1.50kg,直尺测得半径为50.00cm,则图线斜率的大小为 。
41.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)过山车“蓝月飞车”水平转弯时可参考火车轨道,设计成内低外高,现已知“蓝月飞车”的总质量为m,如图已知两轨问宽度为L,内外轨高度差为h,重力加速度为g,弯道半径为R。该弯道处最为适宜的通过速度是 ,若速度小于上述速度,则“蓝月飞车”挤压 轨道(选填“内侧”或“外侧”)。
42.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)如图甲所示,陆老师乘坐的“蓝月飞车”正在下行中,如图乙所示,他此时所做的运动及所受合力的可能方向分别是( )
A.匀速圆周运动、沿方向 B.匀速圆周运动、沿方向
C.加速圆周运动、沿方向 D.减速圆周运动、沿方向
43.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)如图所示,“古木游龙”的轨道均在竖直平面内,质量为的陆老师乘坐过山车从左边第一个峰点P静止出发,无动力沿轨道运动,先以20m/s的速度经过半径为的圆轨道最低点A,之后经过半径为的圆轨道最高点B。两圆轨道之间是与圆轨道分别相切的倾斜直轨道,陆老师可视为质点,不计空气阻力。
(1)“古木游龙”从高处加速滑下的过程中,轨道对车的支持力 (选涂A.不B.要)做功。
(2)求陆老师在A点对座椅的压力大小为多少?(写出必要过程)
(3)若陆老师未规范佩戴安全带,则他可能在半径为的圆轨道上被抛出,为保证陆老师安全,他到达B的最大速度大小为多少?(写出必要过程)
44.(23-24高一下·上海高桥中学·期中)如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆轨道处于竖直平面内,与水平地面相切于半圆轨道的端点A。一质量m=0.10kg的小球在水平地面上向左运动,到达A点后冲上竖直半圆轨道,恰好能通过B,最后落在C点(g=10m/s2,不计空气阻力)。求:
(1)小球到达B点时的速率;
(2)A、C两点的距离。
45.(23-24高一上·浙江杭州第四中学(下沙校区)·期末)如图所示,长为的轻杆,一端固定一个小球;另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,小球过最高点的速度为v,下列叙述中正确的是( )
A.v的值必须大于等于
B.当v由零逐渐增大时,小球在最高点所需向心力也逐渐增大
C.当v由值逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐减小
六、离心运动
46.(22-23高一下·上海青浦高级中学·期中)一质量为2000kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为当汽车经过半径为100m的弯道时,下列判断正确的是( )
A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为
C.汽车转弯的速度为30m/s时汽车会发生侧滑
D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过8
47.(22-23高一下·上海回民中学·期中)如图所示,光滑水平面上,质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,若拉力突然消失,小球将沿轨迹 运动; 若拉力突然变小,小球沿轨迹 运动。
波轮洗衣机
波轮洗衣机是家用洗衣机的一种,由电动机带动波轮转动,机内衣物随水不断上下翻滚洗涤。波轮洗衣机的结构比较简单,维修方便,洗净率高,但对衣物磨损率大,用水多。波轮洗衣机的相底装有一个圆盘波轮,上有凸出的筋。在波轮的带动下,相内水流形成了时而右旋、时而左旋的涡流,带动衣物跟着涡流旋转、翻滚,这样就能将衣物上的脏污洗掉。
48.(23-24高一下·上海新川中学·期中)洗衣机脱水时应用的原理是( )
A.离心运动 B.自由落体运动 C.平抛运动 D.匀速直线运动
49.(23-24高一下·上海新川中学·期中)洗衣机脱水时,有一衣物附着在竖直的筒壁上做匀速圆周运动,此时( )
A.筒壁对衣物的摩擦力随筒转速的增大而增大
B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供
C.筒壁的弹力随筒转速的增大而减小
D.衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用
50.(23-24高一下·上海新川中学·期中)如图滚筒洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。在脱水过程中,衣物经过最高位置A和最低位置B,其在A、B两点( )
A.加速度相同 B.线速度相同
C.所受合力大小不同 D.受筒壁的作用力大小不同
51.(23-24高一下·上海新川中学·期中)洗衣机脱水筒工作时,衣服(视为质点)在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时,刚好不沿着筒壁向下滑动,筒壁到转轴之间的距离为r,衣服与筒壁之间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.衣服的线速度大小为
B.衣服的角速度大小为
C.若脱水筒的转速增大,衣服受到的摩擦力增大
D.若脱水筒的转速增大,衣服转动的周期变大
十年来,中国高铁通过自主创新,技术水平已经领先世界,是国之重器。如图,列车以速度v匀速经过一段半径为R的弯道。
52.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)转弯过程中,列车( )
A.仅受重力
B.所受合力为零
C.所受的合力作为向心力
D.所受的支持力作为向心力
53.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)火车从M到N做减速运动,下面四个选项中分别画出了火车转弯时所受合力F的四种方向,正确的是( )
A.B. C. D.
54.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)为研究火车转弯时向心力与哪些因素有关,某同学借助图示装置进行探究。在电动机控制下,悬臂可绕轴在水平面内匀速转动,固定在连杆上的砝码随之做匀速圆周运动,无线光电门传感器安装在悬臂的一端。在该实验中,主要利用了 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。
A.理想实验法
B.微元法
C.控制变量法
D.等效替代法
55.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应选择两个质量 (“相同”或“不同”)的小球。
56.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图,为了安全,弯道处的铁轨总是“外高内低”。
若不计车轮与轨道间的摩擦,列车过弯道时,如速度过大 (“内轨”或“外轨”)将受到车轮的侧向挤压。
一级方程式赛车世界锦标赛,简称F1,时当今世界最高水平的赛车比赛,与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育盛事”。
57.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)关于F1赛车,下列说法正确的是( )
A.赛车启动时,地面对车轮的作用力等于车轮对地面的作用力
B.赛车在直道行驶时,速度越大,其加速度也一定越大
C.赛车转弯时,速度方向改变,其惯性也随之变化
D.赛车高速通过终点后难以立即停下,表明速度越大,其惯性越大
58.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)在F1赛事中,若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落,则脱落的车轮的运动情况是( )
A.仍然沿着赛车的弯道运动
B.沿着弯道的圆心方向运动
C.沿着脱离时轮子前进的切线方向运动,离开弯道
D.以上情况都有可能
59.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)在某次测试赛中,赛车在平直的公路上由静止开始运动图像如图所示,( )
A.段赛车的加速度小于段赛车的加速度
B.段赛车是远离出发点过程,段赛车是返回出发点过程
C.时刻赛车离出发点最远
D.时刻赛车回到出发点
60.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图,车上固定了一弹性杆,弹性杆的顶端固定一小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的作用力方向为( )
A.① B.② C.③ D.④
61.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)当赛车需要维修时,先用扳手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP、ωQ,线速度大小分别为vP、vQ,则( )
A.ωP<ωQ,vP<vQ
B.ωP=ωQ,vP<vQ
C.ωP<ωQ,vP=vQ
D.ωP=ωQ,vP>vQ
62.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)一质量为2000kg的赛车由静止开始运动,运行过程的阻力为60000N,已知赛车的动力为80000N,则赛车加速度为 m/s2,10秒后速度为 m/s。
63.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图所示,质量为2.0×104kg的汽车以不变的速率通过凹形桥面,桥面半径为60m,如果桥面承受的压力不超过3.0×105N,则:汽车允许的最大速率是多少?分析并画出汽车的受力示意图。
阅读材料,回答下列问题。
上海永久自行车有限公司是我国最早的自行车整车制造厂家之一,已有七十五年的历史。尤其是新中国成立以后,它作为最大的国有自行车厂,为中国自行车行业的发展作出了不可磨灭的贡献。一辆永久牌公路自行车,它的质量为25kg,最大行驶速度为54km/h,后轮直径66cm。它的传动方式为大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮带动后轮提供自行车前进的动力。
64.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如图是该自行车传动结构的示意图,当自行车最大行驶速度为54km/h时,后轮的角速度为 (保留2位有效数字),小齿轮的周期为 (保留2位有效数字)。
65.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)大齿轮、小齿轮与后轮半径之比为,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是( )
A.B、C两点的线速度大小之比为
B.A、B两点的周期之比为
C.A、C两点的角速度之比为
D.A、C两点的向心加速度大小之比为
66.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如图是自行车运动员转弯骑行的情景。水平地面受到自行车轮胎的作用力方向可能是( )
A. B. C. D.
67.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如果地面的摩擦系数为0.5,当自行车以最大速度行驶时,自行车转弯半径至少多大 。取
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专题02 圆周运动及应用
圆周运动及物理量计算
1.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)做匀速圆周运动的质点,下列物理量中发生变化的是( )
A.线速度 B.角速度 C.周期 D.转速
【答案】A
【来源】上海市甘泉外国语中学2023-2024学年高一下学期物理期中考试物理试卷
【详解】做匀速圆周运动的质点,角速度、周期和转速不变,线速度大小不变,方向不断变化,即线速度不断变化。
故选A。
2.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如图所示,一小球由细线拴住悬挂在天花板上,并在水平面内做匀速圆周运动,线长为L,转动的角速度为,线与竖直方向间的夹角为,则小球的线速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】上海市闵行区六校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题
【详解】小球做圆周运动的半径为
线速度为
故选C。
3.(23-24高一下·上海控江中学·期中)在放映电影时,一般电影机每秒钟切换24幅画面。一辆汽车的车轮上有三根辐条,车轮半径为0.5m,则下列判断中正确的是( )
A.无论车轮转速多大,都不会感觉车轮倒转
B.只有车轮转速为24r/s时,才会感觉车轮不转动
C.车速为12πm/s时,一定可以看到画面上有6根辐条
D.车速为4kπm/s时 (其中k=1,2,3…),一定可以看到画面上有 6 根辐条
【答案】C
【来源】上海市控江中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷
【详解】A.轮子是3根辐条,相邻两个辐条夹角为,如果改变一幅画面后,轮子刚好转过,那么我们会觉得轮子没有转,或者改变一幅画面后,轮子刚好转过的整数倍,那么我们也会觉得轮子没有转,故A错误;
B.当感觉车轮不转动时,说明在内,每根辐条转过的角度应满足
(,,)
此时车轮转速为
(,,)
故B错误;
CD.当看到画面上有6根辐条时,说明在内,每根辐条转过的角度应为的奇数倍,则有
(,,,)
此时车轮角速度为
(,,,)
则车速为
(,,,)
当时,可得
故C正确,D错误。
故选C。
4.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)有一个质点沿半径为R的圆周做匀速圆周运动,t秒内通过的圆弧长s米,则它的线速度为 ,角速度为 。
【答案】
【来源】上海市甘泉外国语中学2023-2024学年高一下学期物理期中考试物理试卷
【详解】[1]根据线速度和角速度概念可知,它的线速度为
[2]角速度为
在生产、生活和自然界中,许多过程都涉及曲线运动,例如滑雪运动、游乐园里的摩天轮、转动的时钟指针、风车的叶片、卫星绕中心天体的运动等。
5.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图所示,风力发电机的叶片在风力作用下转动,叶片上分别有A、B、C三点,A点到转轴的距离是B点到转轴距离的两倍,A和C两点到转轴的距离相等。则下列说法错误的是( )
A.A点和B点的角速度大小相等
B.A点和B点的线速度大小相等
C.B点和C点的角速度大小相等
D.A点和C点的线速度大小相等
6.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)自行车是常见的交通工具,如图所示,自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同,关于它们边缘的三个点A、B、C的描述,以下说法正确的是( )
A.A点和C点的线速度大小相等
B.A点和B点的角速度相同
C.A点和B点的线速度大小相等
D.B点和C点的线速度大小相等
7.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)两个相距为r的小物体,它们之间的万有引力为F,保持质量不变,将它们间的距离增到3r,那么它们之间的万有引力的大小将变为( )
A.F B.3F C. D.
8.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)某滑板爱好者,在离地面高度为h的平台上滑行,如下图所示,水平离开A点后经过0.7秒落在水平地面的B点,其水平位移为x=3.5m。g取10m/s2,不计空气阻力,求:
①人与滑板离开平台时的水平初速度;
②平台离地的高度h。
【答案】5.B 6.C 7.D 8.①5m/s;②2.45m
【来源】上海音乐学院附属安师实验中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷
【解析】5.AC.叶片上分别有A、B、C三点的周期相等,根据
叶片上分别有A、B、C三点的角速度大小相等,故AC正确,不符合题意;
BD.根据
A点和C点的线速度大小相等,A点和B点的线速度大小不相等,故D正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选B。
6.C.A点和B点的线速度大小相等,故C正确;
A.根据
可得
又因为
所以
故A错误;
B.根据
可得A点和B点线速度大小相等,角速度不相同,故B错误;
D.根据
可得
B点和C点的线速度大小不相等,故D错误。
故选C。
7.根据
则
故选D。
8.①人在水平方向
代入数据,解得
②在竖直方向
向心力、向心加速度的计算
1.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)半径为r的圆筒绕竖直中心轴匀速转动,筒的内壁上有一个质量为m的物体A。物块A一边随圆筒转动,一边以竖直向下的加速度a下滑。若物体与筒壁间的动摩擦因数为,圆筒转动的角速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】上海市甘泉外国语中学2023-2024学年高一下学期物理期中考试物理试卷
【详解】竖直方向
水平方向
解得
故选C。
2.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形的大容器,游客进入容器后身体紧靠简壁坐着当圆筒开始转动,转速逐渐增大时,游客会感到自己被紧紧地压在筒壁上不能动弹。当转速增大到一定程度时,突然地板与坐椅一起向下坍落,游客们大吃一惊,但他们都惊奇地发现自己是安全的。此时游客( )
A.共受到4个力的作用
B.游客的向心加速度是相同的
C.游客所受向心力是由弹力提供的
D.坍落后如果转速继续增加他们受到的摩擦力也会继续增加
【答案】C
【来源】上海市七宝中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【详解】AC.游客受到重力、摩擦力和弹力作用,共受到3个力的作用,游客所受向心力是由弹力提供的,故A错误,C正确;
B.游客的向心加速度大小相等,方向不相同,故B错误;
D.坍落后如果转速继续,竖直方向根据受力平衡可知,他们受到的摩擦力与重力平衡,保持不变,故D错误。
故选C。
3.(23-24高一下·上海松江一中·期中)机械手表中有大量精密齿轮,齿轮转动从而推动表针。某机械手表打开后盖如图甲所示,将其中两个齿轮简化,如图乙所示。已知大、小齿轮的半径之比为3:2,Q、P分别是大、小齿轮边缘上的点,则Q、Р两点的向心加速度大小之比为( )
A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:2
【答案】C
【来源】上海市松江一中2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【详解】Q、Р两点的线速度大小相等,根据
可得Q、Р两点的向心加速度大小之比为
故选C。
4.(23-24高一下·上海格致中学·月考)天宫空间站绕地球运行轨道近似可以看作匀速圆周运动,在天宫空间站运行的过程中,下列那个物理量保持不变。( )
A.速度 B.角速度 C.加速度 D.合外力
【答案】B
【来源】上海市格致中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试卷
【详解】匀速圆周运动中,速度、加速度、合外力的大小不变,方向时刻改变。角速度始终不变。
故选B。
5.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示,用细绳相连的小球a、b可在水平光滑杆上滑动,两小球的质量关系为ma=2mb,水平杆随装置匀速转动的角速度为,两球离竖直转轴的距离不变,则( )
A.两球所需向心力的大小相等
B.a球的向心力大于b球的向心力
C.a球离转轴的距离是b球离转轴距离的一半
D.当增大时a球将向外滑动
【答案】AC
【来源】上海市七宝中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【详解】ABC.根据受力分析可知,两球的向心力均由绳子拉力提供,则两球所需向心力的大小相等;根据
,
可得
故AC正确,B错误;
D.当增大时,由于
可知两球增加的向心力一样多,则需要提供的向心力一样大,绳子拉力一直刚好等于两球所需的向心力,两球仍做圆周运动,不会向外滑动,故D错误。
故选AC。
6.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小,质量为m的滑块套在水平杆上(不会翻倒),力传感器通过一根细绳连接滑块,用来测量绳中拉力F的大小,最初整个装置静止,细绳刚好伸直但无张力,然后让整个装置逐渐加速转动,最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片,宽度为d,滑块的中心到转轴的距离为L,每经过光电门一次,通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。
(1)某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为,则滑块转动的线速度v= ;
(2)认为绳的张力充当向心力,如果F= (用已知量和待测量的符号表示),则向心力的表达式得到验证。
【答案】(1)
(2)
【来源】上海市七宝中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【详解】(1)某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为,则滑块转动的线速度大小为
(2)认为绳的张力充当向心力,向心力表达式
联立可得
则向心力的表达式得到验证。
7.(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)如图所示,光滑水平面上钉有两根相距为l的铁钉O和,一段长为2l的细线一端系于O点,另一端连一质量为m的小球,小球位于的延长线上。若小球以垂直于细线,平行于水平面的速度v开始运动(每次细线触碰铁钉,均不改变小球速度大小),求:
(1)细线接触到铁钉后,小球的角速度的大小;
(2)细线接触到铁钉后,细线受到的拉力的大小;
(3)小球从开始运动到小球与铁钉O相碰的过程中,所经历的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【来源】上海市第三女子中学2023-2024学年高一下学期期中测试物理试卷
【详解】(1)细线接触到铁钉后,速度大小不变,圆周半径变为l,其角速度大小为
(2)细线接触到铁钉后,小球受到的绳子的拉力提供向心力,即
则细线受到的拉力的大小为。
(3)小球从开始运动到小球与铁钉O相碰的过程中,小球经历了半径为2l的圆周运动的半个周期和半径为l的圆周运动的半个周期,则所求时间为
8.(23-24高一下·上海控江中学·期中)汽车质检时,将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上,使车轮转动时汽车仍在原地不动,如图所示 。车内轮 A 的半径为,车外轮 B 的半径为,滚筒 C 的半径为,车轮与滚筒间不打滑, 当车轮以恒定速度运行时,A、B 轮边缘的线速度大小之比为 ;B、C 轮边缘的向心加速度大小之比为 。
【答案】
【来源】上海市控江中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷
【详解】[1] A、B 轮属于同轴转动,角速度相等,根据
可得A、B 轮边缘的线速度大小之比为
[2]车轮与滚筒间不打滑,则B、C 轮边缘的线速度大小相等,根据
可得B、C 轮边缘的向心加速度大小之比为
9.(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)如图所示的带传动装置中,A、C两轮固定在同一轴上,B轮固定在另一转轴上,B、C轮间用传动带相连。已知,,,则A、B、C三点的线速度的大小之比为 ,向心加速度的大小之为 。
【答案】 3:1:1 6:1:2
【来源】上海市甘泉外国语中学2023-2024学年高一下学期物理期中考试物理试卷
【详解】[1]A、C两点的角速度相等,则根据
v=ωr
可知A、C两点的线速度之比为3:1;根据
a=ω2r
可知AC两点的向心加速度之比为3:1;
[2]B、C两点的线速度相等,则B、C两点的线速度之比为1:1;根据
可知B、C两点的向心加速度之比为1:2;
则A、B、C三点的线速度的大小之比为3:1:1;向心加速度的大小之为6:1:2。
自行车与生活
自行车是绿色环保的交通工具,已有100多年的历史;由于环保以及交通的问题,自行车再度成为人们喜爱的交通、健身工具,世界自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变。构建和谐型、节约型社会深得民心,遍布于生活的方方面面。
10.(23-24高一下·上海新川中学·期中)有一款自行车前后轮不一样大,前轮半径为0.35m,后轮半径为0.28m,A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点,正常运行中,A、B两点的角速度之比为 ,线速度之比为 。
11.(23-24高一下·上海新川中学·期中)某人在泥泞的路上骑自行车,前轮最高点上的一块泥巴脱离轮胎恰好做平抛运动,则泥巴在运动(空气阻力不计)过程中,在相等时间内,下列物理量相等的是( )
A.位移 B.下落高度 C.平均速度 D.速度的变化量
12.(23-24高一下·上海新川中学·期中)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有A、B、C三点,向心加速度随半径变化图像如图所示,则( )
A.A、B两点加速度关系满足甲图线
B.A、B两点加速度关系满足乙图线
C.A、C两点加速度关系满足甲图线
D.A、C两点加速度关系满足乙图线
【答案】10. 4:5 1:1 11.D 12.A
【来源】上海市新川中学2023-2024学年高一下学期期中考试(4月)物理试卷
【解析】10.[1][2]由于前、后轮在相同时间内通过的弧长相同,A、B两点线速度之比为1:1;
根据线速度与角速度的关系得
=4:5
11.A.泥巴做平抛运动,只受重力作用,加速度为g,水平是匀速直线运动,竖直为自由落体运动,相同时间内水平位移相同,竖直方向位移不同,故A错误;
B.竖直方向为加速运动,所以相同时间内下落的高度逐渐增大,故B错误;
C.由于相同时间位移不同,根据
可知,平均速度也不同,故C错误;
D.根据可知,相同时间内速度变化量相同,故D正确。故选D。
12.AB.A、B两点的线速度v大小相等,根据可知,加速度a与半径R成反比,加速度关系满足甲图线,故A正确,B错误;
C.A、C两点的线速度大小不相等,根据可知,加速度与半径不成反比,加速度关系不满足甲图线,故C错误;
D.A、C两点的角速度不相等,根据可知,加速度与半径不成正比,加速度关系不满足乙图线,故D错误。
故选A。
汽车、火车转弯问题
生活中有各种有趣的现象,车辆转弯、运动员滑雪、游乐场过山车行进等等,都与圆周运动有着密切的关系,这其中蕴含着怎样的物理原理呢?
9.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是一种匀变速运动
B.物体受到恒定的合外力,不可能做匀速圆周运动
C.所有做圆周运动的物体,它所受的合外力一定是指向圆心的
D.因为物体做圆周运动,所以产生了向心力
10.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A.图1中汽车通过凹形桥的最低点时,汽车处于失重状态
B.图2中旋转秋千装置中,等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等
C.图3中在铁路转弯处,设计外轨比内轨高,目的是火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力
D.图4中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
11.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图是自行车传动结构的示意图,其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2和r3,假设脚踏板的转速为n(r/s),则该自行车前进的速度为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)雨天在野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“沉重”,如果将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就会被甩下来。如图所示,图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则下列说法正确的是( )
A.泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度相同
B.泥巴在b、d位置时最容易被甩下来
C.泥巴在a位置时最容易被甩下来
D.泥巴在c位置时最容易被甩下来
13.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置。
(1)本实验采用的方法是 法;
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线 传感器(图中⑤);
(3)小组同学为了探究向心力跟角速度的关系,实验中,先将⑦旋至某一挡位,当悬臂匀速转动时,记录向心力F的大小和角速度ω的数据。改变角速度的大小,多次实验。
小组同学先让一个砝码做半径r为0.12m的圆周运功,得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变,再将运动半径r分别调整为0.08m、0.04m分别又做了两组实验,最后同学们把三组实验得到的图线画在了同一坐标系中。则:
(a)若对①图线的数据进行处理,获得了F-x图像(如图乙所示),该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是 。
(b)试在甲图中任找一个数据点,可得砝码质量为 kg(保留到小数点后一位即可)。
(c)对甲图中的3条F-ω图线进行比较分析,可以得出ω一定时,的结论。请简要说明得到结论的方法 。
14.(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示是一种常见的盘山公路弯道设计方案,在弯道处使路面向山体一侧倾斜,这样可在一定程度上减小行车安全隐患。图中弯道路面的纵截面可视为夹角θ=15°的斜面,车辆转弯时行驶的轨迹可视为半径R=30m的水平圆弧,车辆可视为质点。sin15°=0.26,cos15°=0.97,g取10m/s2,问:
(1)当一辆汽车在该弯道路面上匀速转弯行驶时,若汽车不受侧向的摩擦力作用,其速度应为多大?(结果保留1位有效数字)
(2)若一辆汽车以较大的速度v0通过该弯道,仍沿路面做匀速圆周运动,汽车总质量为m,小张同学用关系式来求此时汽车所受摩擦力厂的大小。你认为这种做法是否正确,若不正确,请列出正确的关系式或方程组(不必求解结果)。
(3)橡胶轮胎与地面间的动摩擦因数μ约为0.7,试计算汽车在该弯道上安全行驶不发生侧滑的最大速度vm。(结果保留2位有效数字)
【答案】9.B 10.C 11.B 12.D 13. 控制变量法 光电门 ω2 0.2 见解析 14.(1)9m/s;(2)见解析;(3)19m/s
【来源】上海市七宝中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题
【解析】9.A.匀速圆周运动的加速度始终指向圆心,加速度不断变化,不是匀变速运动,故A错误;
B.做匀速圆周运动的物体所受合外力大小不变,方向改变,所以若物体受到恒定的合外力,不可能做匀速圆周运动,故B正确;
C.做匀速圆周运动的物体,所受的合外力一定指向圆心,但做变速圆周运动的物体合外力不指向圆心,故C错误;
D.向心力由物体受到的其它力提供,并不是因为物体做圆周运动,所以产生了向心力,故D错误。
故选B。
10.A.图1中汽车通过凹形桥的最低点时,加速度向上,汽车处于超重状态,故A错误;
B.图2中旋转秋千装置中,设绳与竖直方向的夹角为θ,则
由图可知,座椅B的半径较大,则座椅B绳索的角度θ较大,根据
由于座椅质量相同,则绳索对座椅B的拉力较大,故B错误;
C.图3中在铁路转弯处,设计外轨比内轨高,目的是火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力,故C正确;
D.图4中脱水桶原理是水滴需要的向心力大于供给的向心力,水滴做离心运动,从而沿切线方向甩出,故D错误。
故选BC。
11.大齿轮转动的角速度为
大齿轮边缘点转动的线速度为
小齿轮边缘点转动的线速度与大齿轮边缘点转动的线速度相等,即
小齿轮和车轮的角速度相等,则
所以
故选B。
12.A.由于向心加速度始终指向圆心,所以a、b、c、d点向心加速度不相同,故A错误;
BCD.由于泥巴在最低点需要受到较大的轮胎的作用力,所以在c点泥巴最容易掉落,故BC错误,D正确。
故选D。
13.[1]在本实验中,若探究向心力大小与半径的关系,需要保证角速度和质量保持不变,若探究向心力与角速度的关系,半径和质量保持不变,若探究向心力与质量的关系,需要保证半径和角速度不变,这种方法称为控制变量法;
[2]本实验中需要测量向心力、半径、角速度和质量,图中⑤为无线光电门传感器,用来确定小球运动的角速度;
[3]根据题意,①图线是一个砝码做半径为0.12m的圆周运动的图线,即小球的质量和半径保持不变,此图线探究的是向心力与角速度的关系,由于乙图像是一条过原点的直线,根据向心力公式
图线的横坐标代表的是ω2;
[4]由①可得,当ω=20rad/s,r=0.12m时,F=10N,代入向心力表达式
解得
[5]探究F与r关系时,要保证小球质量m和角速度ω不变,所以可以在甲图中找到同一个ω所对应的向心力,根据3组向心力与所对应的半径的数据,在F-r坐标系中作图,若得到一条过原点的直线,则说明F与r成正比。
14.(1)由牛顿第二定律可得
解得
(2)不正确,因为当汽车速度增加时,汽车对斜面的压力变大,则支持力和重力沿水平方向的合力不再等于mgtanθ,如图所示
根据牛顿第二定律可得
两式联立可求解摩擦力f;
(3)因μ=0.7,且
联立(2)中两式子,可得
上海永久自行车有限公司是我国最早的自行车整车制造厂家之一,已有七十五年的历史。如图是一辆永久牌公路自行车,它的质量为25kg,最大行驶速度为54km/h,后轮直径66cm。它的传动方式为大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮带动后轮提供自行车前进的动力。
15.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)如图是该自行车传动结构的示意图,大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2:1:4,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点的周期之比为1:2
B.B、C两点的线速度大小之比为1:8
C.A、C两点的向心加速度大小之比为1:8
D.A、C两点的角速度之比为2:1
16.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)如果雨天水平地面的摩擦因数为0.3,当自行车以最大速度行驶转弯时,自行车转弯半径至少多大才不会侧滑?
17.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)当骑着这辆自行车经过一座半径为20m的拱桥时,请分析自行车是否会离开桥面“起飞”?
18.(23-24高一下·上海闵行区上海师范大学附属中学闵行分校·期中)如图是一杂技自行车运动员(可视为质点),想飞跃一高度h为1.25m,宽度d为4m的壕沟,则运动员在空中飞行的时间为 s;至少要 m/s的初速度才能安全飞跃。
【答案】15.C 16.75 17.不会 18. 0.5 8
【来源】上海市闵行区上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题
【解析】15.A.A、B两点线速度相等,根据线速度与周期的关系
可得,A、B两点的周期之比为
故A错误;
B.B、C两点角速度相等,根据线速度与角速度的关系
可得,B、C两点的线速度之比为
故B错误;
C.根据线速度与向心加速度的关系
可得,A、B两点的向心加速度之比为
根据角速度与向心加速度的关系
可得,B、C两点的向心加速度之比为
所以
故C正确;
D.根据线速度与角速度的关系
可得,A、C两点的角速度之比为
故D错误;
故选C。
16.由于摩擦力提供向心力,则
解得
17.当重力提供向心力时,有
解得
由此可知,汽车将受到竖直向上的支持力,不会“起飞”。
18.根据平抛运动的规律可得
联立解得
,
王老师质量M=60kg,骑一辆质量m=50kg的电动自行车上下班,已知当地重力加速度g=10m/s2。
19.(23-24高一下·上海松江一中·期中)下图中,1为王老师上班途径的路,2为王老师下班途径的路,经过两条线路时的速度大小相同,在线路1上所受向心力大小为F1,在线路2上所受向心力大小为F2,则
(1)F1 F2(填“>“<”或“=”);
(2)提供向心力的是( )
A.摩擦力 B.重力 C.弹力
(3)若王老师上班路上保持匀速率行驶,线路1可以看成半径为5m的圆的一部分,电动自行车与地面之间的动摩擦因数为0.5,求王老师在线路1安全行驶的最大速度。
20.(23-24高一下·上海松江一中·期中)清明节假期,王老师骑电动自行车前往家附近的公园游玩。在通过如图半径为8m的拱桥最高点时车速为4m/s,求人和车整体对桥面的压力大小。
【答案】19. > A 5m/s 20.880N
【来源】上海市松江一中2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【解析】19.(1)[1]向心力大小为
王老师下班的路运动半径大,故王老师下班时所受的向心力小。
(2)[2]摩擦力提供向心力。
故选A。
(3)[3]根据
解得
20.根据
解得
根据牛顿第三定律可知人和车整体对桥面的压力大小
生活中的圆周运动
在生产、生活和自然界中,许多物体都涉及圆周运动,例如汽车转弯、洗衣机脱水等。
21.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流,图中A、B、C、D为四处河岸,他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度,你认为冲刷最严重最有可能的是( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
22.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动,以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示,下列说法正确的是( )
A.衣物运动到最低点B点时处于失重状态 B.衣物和水都做向心运动
C.衣物运动过程中所受合力为零 D.衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
23.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)陶瓷是中华瑰宝,是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯,如图(a)所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上,用刀旋削,使坯体厚度适当,表里光洁。对应的简化模型如图(b)所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时,关于粗坯上P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A.P的角速度大小比Q的大 B.P的线速度大小与Q相等
C.P的向心加速度大小比Q的大 D.同一时刻P所受合力的方向与Q的相同
24.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)某公路自行车的质量为25kg,最大行驶速度为54km/h,后轮直径66cm。它的传动方式为大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮带动后轮提供自行车前进的动力。
(1)如图是该自行车传动结构的示意图,大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是
A.B、C两点的线速度大小之比为1∶8 B.A、B两点的周期之比为1∶2
C.A、C两点的角速度之比为2∶1 D.A、C两点的向心加速度大小之比为1∶8
(2)当自行车最大行驶速度为54km/h时,后轮的角速度为 rad/s,小齿轮的周期为 s。(保留三位有效数字)
(3)如果地面的摩擦系数为0.5,当自行车以最大速度行驶时,自行车转弯半径至少为 m。
25.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)运动员趴在雪橇上从山坡沿截面为圆弧型的冰道快速滑降至水平面上的大圆轨道上。雪橇和运动员(可视为质点)的总质量为m,以速度v在大圆轨道上做匀速圆周运动。圆弧型冰道截面半径为R(R未知),雪橇离圆弧型冰道最低点的竖直高度为。忽略摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)圆弧型冰道对雪橇的支持力;
(2)雪橇的向心加速度;
(3)大圆轨道的半径r。
26.(23-24高一下·上海宜川中学·期中)如图所示为一辆用式货车的后视图。该厢式货车在水平路面上做转弯测试,圆弧形弯道的半径,车轮与路面间的最大静摩擦力为车对路面压力的0.8倍。货车内顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速直线运动时,传感器的示数,某次在此弯道上转弯时做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数,取重力加速度。
(1)由图可知,货车 转弯(选涂:A.向左 B.向右);
(2)货车转弯时速度多大?
(3)该货车在此圆弧形弯道做匀速圆周运动时,若速度达到36km/h,试通过计算说明货车是否会发生侧滑。
【答案】21.C 22.D 23.C 24. D 45 25.(1);(2);(3) 26. A 能发生侧滑
【来源】上海市宜川中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【解析】21.由向心力公式可得出,当流速相等时,曲率半径小的所需向心力大。由图可知,C处的曲率半径最小,则冲刷最严重是C处。
故选C。
22.A.衣物运动到最低点时,有向上的加速度,衣物处于超重,故A错误;
B.义乌做圆周运动,水做离心运动,故B错误;
C.衣物运动过程中,合力提供向心力,故C错误;
D.衣物运动到最低点时,以水为对象,根据牛顿第二定律可得
可知衣物运动到最低点B点时,需要提供的附着力最大,水最容易做离心运动,脱水效果最好,故D正确。
故选D。
23.A.P、Q两点共轴转动,所以角速度相等,故A错误;
B.P、Q角速度相等,由得,P的线速度大于Q的线速度,故B错误;
C.由公式得P的向心加速度大小比Q的大,故C正确;
D.两合力的方向指向各自圆周运动的圆心,方向相反,故D错误。
故选C。
24.(1)[1]由题意知
由得,B、C两点的线速度大小之比
由得,A、B两点的周期之比
由及已知条件得,A、C两点的角速度之比
由及已知条件得,A、C两点的向心加速度之比
故选D。
(2)[2]由题意得
、
由得,后轮角速度为
[3]由得,小齿轮周期
(3)[4]由牛顿第二定律得
解得
25.(1)对运动员和雪橇受力分析
其中由几何关系可得
圆弧型冰道对雪橇的支持力
(2)由牛顿第二定律得
向心加速度
(3)由
可得大圆轨道的半径为
26.(1)[1]由小球受力情况可知,货车向左转弯
(2)[2]由题意得,小球的重力大小为4N,小球质量
小球所受向心力
由牛顿第二定律得
货车转弯时速度
(3)[3]当货车速度最大时
解得
货车发生侧滑
圆锥摆问题
秋千 陆老师最喜欢玩秋千,他发现在游乐园中经常有各种各样的秋千,能够体会到飞到空中的刺激感觉。
27.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)质量为m的陆老师坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示,此时牵引秋千的轻绳绷直,陆老师相对秋千静止,下列说法正确的是( )
A.此时秋千对陆老师的作用力可能不沿绳的方向
B.此时秋千对陆老师的作用力小于mg
C.此时陆老师的速度为零,所受合力为零
D.陆老师从最低点摆至最高点过程中先处于失重状态后处于超重状态
28.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)有一种极限秋千运动,陆老师通过蹲下和站起动作,可以越荡越高,直至实现360°翻转。运用所学物理知识分析,若秋千绳换为铁链或铁杆, (选涂:A铁链秋千 B铁杆秋千)更容易实现360°极限翻转。
29.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上,绳子下端连接座椅,陆老师坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看质点,“旋转秋千”可简化为如图所示的模型。其中,处于水平面内的圆形转盘,半径为r,可绕穿过其中心的竖直轴转动,让转盘由静止开始逐渐加速转动,经过一段时间后陆老师与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳子与竖直方向的夹角为θ。已知绳长为L且不可伸长,质点的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力及绳重。
(1)求陆老师做匀速圆周运动的向心加速度an的大小 ;
(2)求转盘角速度ω的大小 ;
(3)现游乐园为安全起见,必须减小秋千转动的线速度,若保持夹角θ不变,可采用什么有效办法?
【答案】27.B 28.B 29. gtanθ 见解析
【来源】上海市华东政法大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【解析】27.A.由于陆老师相对秋千静止,设绳与竖直方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律可得此时加速度大小为
所以秋千对陆老师的作用力一定沿绳的方向,故A错误;
B.秋千对陆老师的作用力大小为
故B正确;
C.此时陆老师的速度为零,但合力不为零,故C错误;
D.陆老师从最低点摆至最高点过程中加速度先有竖直向上的分量后有竖直向下的分量,所以先处于超重状态后处于失重状态,故D错误。
故选B。
28.若陆老师通过蹲下和站起动作,可以越荡越高,直至实现360°翻转,即陆老师可以通过圆周的最高点,处于最高点时,若为铁杆,则陆老师的速度可以为零,所以铁杆更容易实现360°极限翻转。
故选B。
29.[1]根据牛顿第二定律可得
所以
[2]根据牛顿第二定律可得
所以
[3]根据牛顿第二定律可得
所以
由此可知,若要减小秋千转动的线速度,保持夹角θ不变的情况下,可以减小绳长L和转盘r。
游乐园
周末,60kg的小张和70kg的小汤来到了游乐园玩耍,发现了很多与圆周运动有关的项目。在旋转木马处,小张乘坐外圈的“马”,小汤乘坐内圈的“马”,测得“马”每分钟转6圈,做匀速圆周运动的半径分别为3m和2m。
30.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)旋转木马做匀速圆周运动的过程中,保持不变的物理量是( )
A.线速度 B.向心力 C.周期 D.向心加速度
31.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)小张的“马”做匀速圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
32.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)小张和小汤受到的向心力分别为和,则等于( )
A.9:4 B.9:7 C.3:2 D.7:9
33.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)如图所示,游乐场的旋转飞椅非常刺激有趣,随着旋转速度越来越快,飞椅会逐渐远离圆柱。链球运动员在将链球抛掷出手之前,总要双手拉着链条加速转动几周,这样可使链球的速度尽量增大,抛掷出手后球飞得更远。同样,在运动员加速转动链球过程中,链球会逐渐远离运动员。这两种现象有什么联系?你能讲出其中的道理吗?
34.(23-24高一下·上海同济大学第二附属中学·期中)在玩耍的过程中,小张对圆周运动产生了兴趣,她和小汤决定利用下图的实验装置来探究探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
(1)本实验采用的方法是 法;
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线 传感器(图中⑤);
(3)为了探究向心力跟角速度的关系,实验中,先将⑦旋至某一挡位,当悬臂匀速转动时,记录向心力F的大小和角速度ω的数据。改变角速度的大小,多次实验。
小张和小汤先让一个砝码做半径r为0.12m的圆周运动,得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变,再将运动半径r分别调整为0.08m、0.04m分别又做了两组实验,最后两人把三组实验得到的图线画在了同一坐标系中。则:
(a)若对①图线的数据进行处理,获得了F-x图像(如图乙所示),该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是
(b)试在甲图中任找一个数据点,可得砝码质量为 kg(保留到小数点后2位即可)。
【答案】30.C 31.B 32.B 33.见解析 34. 控制变量 光电门 0.21
【来源】上海市同济大学第二附属中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷
【解析】30.旋转木马做匀速圆周运动的过程中,线速度、向心力、向心加速度大小不变,方向时刻变化,故保持不变的物理量是周期。
故选C。
31.“马”每分钟转6圈,“马”的转速为
小张的“马”做匀速圆周运动的角速度为
故选B。
32.根据向心力公式
小张和小汤受到的向心力之比为
故选B。
33.两种情况下研究对象(飞椅、链球)受力情况相似,如图所示
根据合外力提供向心力可得
解得
故飞椅或链球速度越大,越大。
34.(1)[1]在本实验中,若探究向心力大小与半径的关系,需要保证角速度和质量保持不变,若探究向心力与角速度的关系,半径和质量保持不变,若探究向心力与质量的关系,需要保证半径和角速度不变,这种方法称为控制变量法。
(2)[2]本实验中需要测量向心力、半径、角速度和质量,图中⑤为无线光电门传感器,用来确定小球运动的角速度。
(3)[3]根据题意,①图线是一个砝码做半径为0.12m的圆周运动的图线,即小球的质量和半径保持不变,此图线探究的是向心力与角速度的关系,由于乙图像是一条过原点的直线,根据向心力公式
图线的横坐标代表的是。
[4]由①图线可得,当,时,,代入向心力表达式
解得
水平转盘上的物体
35.如图所示,在水平转台上放一个质量M=2 kg的木块,它与转台间的最大静摩擦力为Fmax=6.0 N,绳的一端系在木块上,另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量m=1.0 kg的物体,当转台以角速度ω=5 rad/s匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2,M、m均视为质点)( )
A.0.04 m B.0.08 m C.0.16 m D.0.32 m
【答案】BCD
【来源】【上好课】6.2 向心力 课后作业
【详解】设绳的拉力大小为FT,木块到O点的距离为r,木块受到的静摩擦力大小为f,(1)若摩擦力沿半径向外,则根据平衡条件和牛顿第二定律得
f≤Fmax=6.0 N
联立以上各等式和不等式,解得
0.08m≤r1≤0.2m
(2)若摩擦力沿半径向里,则根据平衡条件和牛顿第二定律得
f≤Fmax=6.0 N
联立以上各等式和不等式,解得
0.2m≤r2≤0.32m
即木块到O点的距离最小为0.08m,最大为0.32m。
故选BCD。
36.(23-24高一下·上海松江一中·期中)如图所示,小物块A与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,下列关于A的受力情况说法正确的是( )
A.受重力、支持力 B.受重力、支持力和向心力
C.受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力 D.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
【答案】D
【来源】上海市松江一中2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【详解】物块A随水平圆盘一起做匀速圆周运动,受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力,重力和支持力平衡,静摩擦力提供向心力。故ABC错误;D正确。
故选D。
37.(23-24高一下·上海高桥中学·期中)如图所示,水平放置的转盘,绕着通过它的中心O点的竖直轴匀速转动。质量为40g的小盒A放在转盘上(盒A很小可看作质点),A距O点40cm。现在盒中装入质量为10g的小球B,小球与盒内表面光滑。盒A(包含B)与转盘之间的最大静摩擦力为0.02N,为使A相对转盘没有滑动,盘转动的最大角速度为 rad/s,此时球B压向盒的 (填“内侧”或“外侧”。)
【答案】 1 外侧
【来源】上海市高桥中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题
【详解】[1][2]根据
盘转动的最大角速度为
球B做圆周运动的向心力由A对B的弹力提供,则此时球B压向盒的外侧。
绳、杆及拱桥模型
松江欢乐谷 为成为一名宇航员做准备,陆老师来到松江欢乐谷,体验更刺激的项目。
38.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,陆老师进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动,转速增大到一定程度时,突然底板塌落,陆老师发现自己没有落下去。陆老师随圆筒一起做匀速圆周运动, 充当向心力(填力的名称)。
39.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)陆老师不落下去的原因是( )
A.陆老师处于失重状态
B.陆老师受到的静摩擦力大小等于重力大小
C.陆老师随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
40.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)陆老师在游玩该器械时想起他曾经探究匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系,他按图甲所示的装置进行实验,物块放在平台卡槽内,平台绕轴转动,物块做匀速圆周运动,平台转速可以控制,光电计时器可以记录转动一周的时间。
(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制 保持不变,陆老师由光电计时器测转动的周期T,计算的表达式是 。
(2)陆老师按上述实验将测算得到的结果用作图法来处理数据,如图乙,纵轴F为力传感器读数,横轴为,图线不过坐标原点的原因是 。
(3)用电子秤测得物块的质量为1.50kg,直尺测得半径为50.00cm,则图线斜率的大小为 。
41.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)过山车“蓝月飞车”水平转弯时可参考火车轨道,设计成内低外高,现已知“蓝月飞车”的总质量为m,如图已知两轨问宽度为L,内外轨高度差为h,重力加速度为g,弯道半径为R。该弯道处最为适宜的通过速度是 ,若速度小于上述速度,则“蓝月飞车”挤压 轨道(选填“内侧”或“外侧”)。
42.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)如图甲所示,陆老师乘坐的“蓝月飞车”正在下行中,如图乙所示,他此时所做的运动及所受合力的可能方向分别是( )
A.匀速圆周运动、沿方向 B.匀速圆周运动、沿方向
C.加速圆周运动、沿方向 D.减速圆周运动、沿方向
43.(23-24高一下·上海华东政法大学附属中学·期中)如图所示,“古木游龙”的轨道均在竖直平面内,质量为的陆老师乘坐过山车从左边第一个峰点P静止出发,无动力沿轨道运动,先以20m/s的速度经过半径为的圆轨道最低点A,之后经过半径为的圆轨道最高点B。两圆轨道之间是与圆轨道分别相切的倾斜直轨道,陆老师可视为质点,不计空气阻力。
(1)“古木游龙”从高处加速滑下的过程中,轨道对车的支持力 (选涂A.不B.要)做功。
(2)求陆老师在A点对座椅的压力大小为多少?(写出必要过程)
(3)若陆老师未规范佩戴安全带,则他可能在半径为的圆轨道上被抛出,为保证陆老师安全,他到达B的最大速度大小为多少?(写出必要过程)
【答案】38.支持力 39.B 40. 质量和半径 存在摩擦力的影响 41. 内侧 42.C 43. A 3000 N
【来源】上海市华东政法大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
【解析】38.陆老师随圆筒一起做匀速圆周运动,筒壁的支持力提供向心力。
39.A.游客竖直方向重力、静摩擦力平衡,没有加速度,不是处于失重状态,A错误;
B.陆老师受到的静摩擦力大小等于重力大小,B正确;
C.陆老师随着转速的增大,筒壁支持力增大,没有沿壁向上滑动的趋势,C错误。
故选B。
40.[1]本实验采用的是控制变量法,由向心力公式
可知,探究向心力和角速度的关系,要保持质量和半径不变。
[2]由
可知
[3]由牛顿第二定律
故
故图像不过原点的原因是存在摩擦力的影响。
[4]斜率为
41.[1]当内外轨对车轮都没有侧向压力时,由牛顿第二定律
又
故
[2]若速度小于上述速度,则“蓝月飞车”有向心运动的趋势,挤压内侧轨道。
42.过山车在下行过程中,速度增大,做加速圆周运动,合力方向与速度夹角是锐角,可能沿方向。故选C。
43.[1] “古木游龙”从高处加速滑下的过程中,轨道对车的支持力与速度时刻垂直,不做功,故选A。
[2]最低点A点,由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律陆老师在A点对座椅的压力大小为3000N。
[3]若恰好通过B点,则
解得
他到达B的最大速度大小为。
44.(23-24高一下·上海高桥中学·期中)如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆轨道处于竖直平面内,与水平地面相切于半圆轨道的端点A。一质量m=0.10kg的小球在水平地面上向左运动,到达A点后冲上竖直半圆轨道,恰好能通过B,最后落在C点(g=10m/s2,不计空气阻力)。求:
(1)小球到达B点时的速率;
(2)A、C两点的距离。
【答案】(1);(2)
【来源】上海市高桥中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题
【详解】(1)恰好能通过B,此时重力刚好提供向心力,则有
可得小球到达B点时的速率为
(2)小球从B抛出后做平抛运动,竖直方向有
解得
则A、C两点的距离为
45.(23-24高一上·浙江杭州第四中学(下沙校区)·期末)如图所示,长为的轻杆,一端固定一个小球;另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,小球过最高点的速度为v,下列叙述中正确的是( )
A.v的值必须大于等于
B.当v由零逐渐增大时,小球在最高点所需向心力也逐渐增大
C.当v由值逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐减小
【答案】BC
【来源】浙江省杭州第四中学(下沙校区)2023-2024学年高一上学期期末物理试题
【详解】A.由于是轻杆,则小球经过最高点的速度v的值只要大于等于零即可,选项A错误;
B.根据
可知,当v由零逐渐增大时,小球在最高点所需向心力也逐渐增大,选项B正确;
C.当轻杆受弹力为零时
此时
当v由值逐渐增大时,杆对小球有向下的拉力,则由
可知,杆对小球的弹力逐渐增大,选项C正确;
D.当v由值逐渐减小时,杆对小球有向上的支持力,由
可知,杆对球的弹力逐渐增加,选项D错误。
故选BC。
六、离心运动
46.(22-23高一下·上海青浦高级中学·期中)一质量为2000kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为当汽车经过半径为100m的弯道时,下列判断正确的是( )
A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为
C.汽车转弯的速度为30m/s时汽车会发生侧滑
D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过8
【答案】CD
【来源】上海市青浦高级中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题
【详解】A.汽车在水平面转弯时,做圆周运动,重力与支持力平衡,侧向静摩擦力提供向心力,不能说受到向心力,A错误;
B.如果车速达到20m/s,需要的向心力
F=m2.0×1030.8×104N
B错误;
C.如果车速达到30m/s,需要的向心力
F=m2.0×1031.8×104N
最大静摩擦力为1.6×104N,则F>f,所以汽车会发生侧滑,C正确;
D.汽车能安全转弯的向心加速度为
a8.0m/s2
D正确。
故选CD。
47.(22-23高一下·上海回民中学·期中)如图所示,光滑水平面上,质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,若拉力突然消失,小球将沿轨迹 运动; 若拉力突然变小,小球沿轨迹 运动。
【答案】 a b
【来源】上海市回民中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题
【详解】[1][2] 小球运动到P点时,若拉力突然消失,小球受到的合外力为零,所以小球将做匀速直线运动,即小球将沿a轨迹运动; 若拉力突然变小,小球做离心运动,所以小球沿轨迹b运动。
波轮洗衣机
波轮洗衣机是家用洗衣机的一种,由电动机带动波轮转动,机内衣物随水不断上下翻滚洗涤。波轮洗衣机的结构比较简单,维修方便,洗净率高,但对衣物磨损率大,用水多。波轮洗衣机的相底装有一个圆盘波轮,上有凸出的筋。在波轮的带动下,相内水流形成了时而右旋、时而左旋的涡流,带动衣物跟着涡流旋转、翻滚,这样就能将衣物上的脏污洗掉。
48.(23-24高一下·上海新川中学·期中)洗衣机脱水时应用的原理是( )
A.离心运动 B.自由落体运动 C.平抛运动 D.匀速直线运动
49.(23-24高一下·上海新川中学·期中)洗衣机脱水时,有一衣物附着在竖直的筒壁上做匀速圆周运动,此时( )
A.筒壁对衣物的摩擦力随筒转速的增大而增大
B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供
C.筒壁的弹力随筒转速的增大而减小
D.衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用
50.(23-24高一下·上海新川中学·期中)如图滚筒洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。在脱水过程中,衣物经过最高位置A和最低位置B,其在A、B两点( )
A.加速度相同 B.线速度相同
C.所受合力大小不同 D.受筒壁的作用力大小不同
51.(23-24高一下·上海新川中学·期中)洗衣机脱水筒工作时,衣服(视为质点)在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时,刚好不沿着筒壁向下滑动,筒壁到转轴之间的距离为r,衣服与筒壁之间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.衣服的线速度大小为
B.衣服的角速度大小为
C.若脱水筒的转速增大,衣服受到的摩擦力增大
D.若脱水筒的转速增大,衣服转动的周期变大
【答案】48.A 49.D 50.D 51.A
【来源】上海市新川中学2023-2024学年高一下学期期中考试(4月)物理试卷
【解析】48.洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉,是因为此时水分受到的合外力不足以提供向心力而做离心运动。
故选A。
49.ABD.对衣物受力分析可得,衣服受到地球施加的竖直向下的重力、筒壁施加的垂直于桶壁指向转轴的弹力和沿着桶壁竖直向上的静摩擦力作用,衣服随筒壁做圆周运动的向心力是筒壁的弹力提供,竖直方向上衣物的重力与静摩擦力平衡,知筒的转速增大时,摩擦力不变,故AB错误,D正确;
C.衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动,衣物的重力与静摩擦力平衡,筒壁的弹力F提供衣物的向心力,得到
可见,转速n增大时,F增大,故C错误;
故选D。
50.ABC.衣服做匀速圆周运动,在A点和B点的速度大小相等,加速度
大小相等,合力F合=ma大小相等,在A点时,速度的方向沿切线水平向右,加速度和合力竖直向下指向圆心,在B点时,速度的方向沿切线水平向左,加速度和合力竖直向上指向圆心,即A、B两点的加速度、线速度均不同,故ABC错误;
D.在A点时,根据牛顿第二定律有
解得
在B点时,有
解得
即在A点时受筒壁的作用力小于在B点时受筒壁的作用力,故D正确。
故选D。
51.A.衣服在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时,刚好不沿着筒壁向下滑动,则受到的摩擦力等于重力,即
水平方向桶对衣服的支持力提供衣服需要的向心力
联立可得,衣服的线速度大小为
故A正确;
B.根据可得,衣服的角速度大小为
故B错误;
C.若脱水筒的转速增大,则衣服做匀速圆周运动需要的向心力增大,则脱水筒对衣服的弹力增大,衣服受到的最大静摩擦力增大,衣服仍然保持不沿着筒壁向下滑动,则衣服受到的摩擦力仍为静摩擦力,且恰好等于衣服的重力保持不变,故C错误;
D.根据周期与转速关系
可知,若脱水筒的转速n增大,则衣服转动的周期T变小,故D错误。
故选A。
十年来,中国高铁通过自主创新,技术水平已经领先世界,是国之重器。如图,列车以速度v匀速经过一段半径为R的弯道。
52.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)转弯过程中,列车( )
A.仅受重力
B.所受合力为零
C.所受的合力作为向心力
D.所受的支持力作为向心力
53.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)火车从M到N做减速运动,下面四个选项中分别画出了火车转弯时所受合力F的四种方向,正确的是( )
A.B. C. D.
54.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)为研究火车转弯时向心力与哪些因素有关,某同学借助图示装置进行探究。在电动机控制下,悬臂可绕轴在水平面内匀速转动,固定在连杆上的砝码随之做匀速圆周运动,无线光电门传感器安装在悬臂的一端。在该实验中,主要利用了 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。
A.理想实验法
B.微元法
C.控制变量法
D.等效替代法
55.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应选择两个质量 (“相同”或“不同”)的小球。
56.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图,为了安全,弯道处的铁轨总是“外高内低”。
若不计车轮与轨道间的摩擦,列车过弯道时,如速度过大 (“内轨”或“外轨”)将受到车轮的侧向挤压。
【答案】52.C 53.C 54.C 55.相同 56.外轨
【来源】上海音乐学院附属安师实验中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷
【解析】52.A.列车不仅受到重力和支持力,还受到牵引力和阻力,故A错误;
BCD.列车以速度v匀速经过一段半径为R的弯道,可知列车做匀速圆周运动,所受的合力提供向心力,所受的合力不为零,故BD错误,C正确。
故选C。
53.火车做曲线运动,曲线运动合外力的方向指向运动轨迹的凹侧,曲线运动速度方向为该点的切线方向,火车从M到N做减速运动,则合力与速度方向的夹角大于,故图C符合要求。
故选C。
54.在研究向心力的大小与质量m、角速度和半径之间的关系时,先控制其中两个物理量不变,研究向心力大小与另一个物理量的关系,主要用到的物理方法是控制变量法。
故选C。
55.探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,需控制角速度和质量相同,运动半径不同,应选择两个质量相同的小球。
56.设列车转弯速度为v时,车轮刚好与内、外轨没有侧向挤压力,根据牛顿第二定律可得
可得
可知列车过弯道时,如速度过大,重力与支持力的合力不足以提供向心力,外轨与车轮将产生作用力,外轨将受到车轮的侧向挤压。
一级方程式赛车世界锦标赛,简称F1,时当今世界最高水平的赛车比赛,与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育盛事”。
57.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)关于F1赛车,下列说法正确的是( )
A.赛车启动时,地面对车轮的作用力等于车轮对地面的作用力
B.赛车在直道行驶时,速度越大,其加速度也一定越大
C.赛车转弯时,速度方向改变,其惯性也随之变化
D.赛车高速通过终点后难以立即停下,表明速度越大,其惯性越大
58.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)在F1赛事中,若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落,则脱落的车轮的运动情况是( )
A.仍然沿着赛车的弯道运动
B.沿着弯道的圆心方向运动
C.沿着脱离时轮子前进的切线方向运动,离开弯道
D.以上情况都有可能
59.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)在某次测试赛中,赛车在平直的公路上由静止开始运动图像如图所示,( )
A.段赛车的加速度小于段赛车的加速度
B.段赛车是远离出发点过程,段赛车是返回出发点过程
C.时刻赛车离出发点最远
D.时刻赛车回到出发点
60.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图,车上固定了一弹性杆,弹性杆的顶端固定一小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的作用力方向为( )
A.① B.② C.③ D.④
61.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)当赛车需要维修时,先用扳手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP、ωQ,线速度大小分别为vP、vQ,则( )
A.ωP<ωQ,vP<vQ
B.ωP=ωQ,vP<vQ
C.ωP<ωQ,vP=vQ
D.ωP=ωQ,vP>vQ
62.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)一质量为2000kg的赛车由静止开始运动,运行过程的阻力为60000N,已知赛车的动力为80000N,则赛车加速度为 m/s2,10秒后速度为 m/s。
63.(23-24高一下·上海音乐学院附属安师实验中学·期中)如图所示,质量为2.0×104kg的汽车以不变的速率通过凹形桥面,桥面半径为60m,如果桥面承受的压力不超过3.0×105N,则:汽车允许的最大速率是多少?分析并画出汽车的受力示意图。
【答案】57.A 58.C 59.A 60.B 61.B 62. 10 100 63.,
【来源】上海音乐学院附属安师实验中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷
【解析】57.A.赛车启动时,地面对车轮的作用力与车轮对地面的作用力是相互作用力,总是等大反向,选项A正确;
B.赛车在直道行驶时,速度越大,其加速度不一定越大,选项B错误;
C.赛车转弯时,速度方向改变,因惯性只与质量有关,与速度无关,可知其惯性不变,选项C错误;
D.质量是惯性大小的量度,与速度大小无关,选项D错误。
故选A。
58.脱落的车轮受合外力为零,则将沿着脱离时轮子前进的切线方向做匀速直线运动,离开弯道。
故选C。
59.A.因v-t图像的斜率等于加速度,可知段赛车的加速度小于段赛车的加速度,选项A正确;
BCD.段赛车的速度一直为正,一直是远离出发点过程,时刻赛车离出发点最远,选项BCD错误;
故选A。
60.对小球受力分析可知,小球受的重力与弹性杆对球的弹力平衡,可知杆对球的弹力方向竖直向上,即沿着②的方向。
故选B。
61.因PQ两点绕同一转轴转动,可知角速度相同,即
ωP=ωQ
根据
v=ωr
因rP<rQ可知
vP<vQ
故选B。
62.[1]根据牛顿第二定律可知,赛车加速度为
[2]10秒后速度为
63.根据牛顿第二定律
代入数据得
汽车的受力示意图
阅读材料,回答下列问题。
上海永久自行车有限公司是我国最早的自行车整车制造厂家之一,已有七十五年的历史。尤其是新中国成立以后,它作为最大的国有自行车厂,为中国自行车行业的发展作出了不可磨灭的贡献。一辆永久牌公路自行车,它的质量为25kg,最大行驶速度为54km/h,后轮直径66cm。它的传动方式为大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮带动后轮提供自行车前进的动力。
64.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如图是该自行车传动结构的示意图,当自行车最大行驶速度为54km/h时,后轮的角速度为 (保留2位有效数字),小齿轮的周期为 (保留2位有效数字)。
65.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)大齿轮、小齿轮与后轮半径之比为,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是( )
A.B、C两点的线速度大小之比为
B.A、B两点的周期之比为
C.A、C两点的角速度之比为
D.A、C两点的向心加速度大小之比为
66.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如图是自行车运动员转弯骑行的情景。水平地面受到自行车轮胎的作用力方向可能是( )
A. B. C. D.
67.(23-24高一下·上海闵行区六校·期中)如果地面的摩擦系数为0.5,当自行车以最大速度行驶时,自行车转弯半径至少多大 。取
【答案】64. 65.D 66.C 67.
【来源】上海市闵行区六校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题
【解析】64.自行车最大行驶速度为后轮的线速度,即
后轮半径为
后轮的角速度为
小齿轮的周期等于后轮的周期,为
65.A.B、C两点角速度相等,根据
可得
A错误;
B.A、B两点线速度相等,根据
可得
B错误;
C.A、B两点线速度相等,根据
可得
B、C两点角速度相等,即
所以A、C两点的角速度之比为
C错误;
D.A、B两点线速度相等,根据
可得
B、C两点角速度相等,即根据
可得
所以A、C两点的向心加速度之比为
D正确。
故选D。
66.地面对自行车有竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力,合力为斜向右上,根据牛顿第三定律可知,水平地面受到自行车轮胎的作用力方向为斜向左下。
故选C。
67.自行车转弯时,静摩擦力提供向心力,有
解得
所以自行车转弯半径至少45m。
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