课时冲关21 圆周运动-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课时作业（人教版2019）

课时冲关２１　圆周运动 学生用书　P３７１　 基础落实练 １．陶瓷是中华瑰宝,是中华文明 的重要名片．在陶瓷制作过程 中有一道工序叫制坯,简化模 型如图,将陶瓷粗坯固定在绕 竖直轴转动的水平转台上,粗 坯的对称轴与转台转轴重合．当转台匀速转动 时,关于粗坯上 P、Q 两质点,下列说法正确 的是 (　　) A．角速度大小相同 B．线速度大小相同 C．Q 的角速度比P 的大 D．Q 的线速度比P 的大 解析:A　[由题图可知,粗坯上P、Q 两质点为 同轴转动,角速度大小相同．故A正确;C错误; 由图可知,Q 质点的轨道半径较小,根据v＝ωr, 可知,Q 的线速度比P 的小．故B、D错误．] ２．(２０２５􀅰黑龙江大庆期末) 辘轳是古代庭院汲水的重 要机械．如图,井架上装有 可用手柄摇转的辘轳,辘 轳上缠绕绳索,绳索一端系水桶,摇转手柄,使 水桶起落,提取井水．P 是辘轳边缘上的一点,Q 是手柄上的一点,当手柄以恒定的角速度转动 时,P、Q 两点做圆周运动的 (　　) A．半径相等 B．线速度大小相等 C．角速度大小相等 D．向心加速度大小相等 解析:C　[由图可知,P、Q 两点做同轴转动,故 P、Q 两点做圆周运动的角速度大小相等,且半 径不相等,根据v＝rω和a＝rω２ 可知线速度大 小和向心加速度大小也不相等．] ３．某新型自行车,采用如图甲所示的无链传动系 统,利用圆锥齿轮９０°轴交,将动力传至后轴,驱 动后轮转动,杜绝了传统自行车“掉链子”问题． 图乙是圆锥齿轮９０°轴交的示意图,其中A 是圆 锥齿轮转轴边缘上的点,B、C 分别是两个圆锥 齿轮边缘上的点,两个圆锥齿的中心轴到A、B、 C三点的距离分别记为rA、rB 和rC(已知rA≠ rB≠rV)．下列有关物理量之间的大小关系的表 述中正确的是 (　　) A．A 点和C 点的线速度vA＝vC B．B 点与C 点的角速度ωB＝ωC C．B 点与A 点的线速度vB＝vA D．B 点与A 点的角速度ωB＝ωA 解析:D　[B、C 分别是两个圆锥齿轮边缘上的 点,则B、C 两点线速度大小相等,即有vB＝vC 根据v＝ωr,rB≠rC,可知B 点与C 点的角速度 关系ωB≠ωC,A、B 两点同轴转动,所以角速度 相等,即有ωA＝ωB,根据v＝ωr,rA≠rB,可知A 点 与B点的线速度大小关系vA≠vB,则有vA≠vC．] ４．(多选)荡秋千是中华传统游戏竞技项目,常在 节日庆典举行比赛,如图甲,深受各族人民的喜 爱．现在荡秋千已成为儿童的专项活动,常见于 校园操场旁或公园中,如图乙．一种荡秋千的方 式如图丙,小朋友坐姿基本不变,大人用水平力 F 缓慢将秋千由最低点O 点拉至图示B 点再由 静止释放．在B 点时秋千绳与竖直方向的夹角 为θ,C点为左端最高点,忽略秋千绳的质量和 空气阻力,重力加速度为g．则下列说法正确 的是 (　　) A．在C 位置时,该同学速度为零,处于平衡 状态 B．在O 位置时,该同学处于超重状态 C．在O 位置时,该同学对秋千踏板的压力等于 踏板对该同学的支持力 D．由O 到C 的过程中,该同学的向心加速度逐 渐增大 解析:BC　[在C 位置时,该同学速度为零,合 力不等于零,不是平衡状态,A错误;在O 位置 时,加速度的方向指向圆心,竖直向上,所以该 同学处于超重状态,B正确;在O 位置时,根据 牛顿第三定律,该同学对秋千踏板的压力等于 踏板对该同学的支持力,C正确;根据a＝v ２ r ,由 O 到C 的过程中,该同学速度减小,向心加速度 逐渐减小,D错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５８４􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 第四章　抛体运动　圆周运动 [能力综合练] ５．如 图 所 示 为 一 种离 心 法 测 量 重力 加 速 度 的 装置．将一根长 度为l的轻绳上端固定在O 点,下端系一质量 为m 的小球(可视为质点),将小球拉离竖直方 向,在水平向外的拉力F 作用下,小球以恒定的 角速度绕过O 点的竖直轴做圆锥摆运动,此时 轻绳与竖直方向的夹角为α,则重力加速度为 (　　) A．ω２lcosα＋Fcosαmsinα　　B．ω ２lsinα＋Fcosαmsinα C．ω２lcosα＋Fsinαmcosα D．ω ２lsinα＋Fsinαmcosα 解析:A　[对小球受 力分析,如图所示, 竖 直 方 向 受 力 平 衡 mg＝FTcosα,水平方 向合外力提供向心力F１sinα－F＝mω２lsinα, 解 得g＝ω２lcosα＋Fcosαmsinα ,A 正 确,B、C、D 错误．] ６．(多选)(２０２５􀅰辽宁本溪 阶段练习)如图所示,在光 滑水平面上,质量为 m１、 m２ 的两个小球用原长为 l０ 的轻弹簧连接在一起, 再用长为l１ 的细线拴在轴O 上,使m１ 和m２ 都 以相同的角速度ω绕轴O 做匀速圆周运动,并 保证m１、m２、O 点三者始终在同一条直线上．若 m１、m２ 两球之间的距离为l２,则下列说法正确 的是 (　　) A．m１ 的向心力由细线拉力提供,m２ 的向心力 由弹簧拉力提供 B．弹簧的劲度系数为 m２ω２(l１＋l２) l２－l０ C．烧断细线的瞬间m１ 的加速度大小为ω２l１ D．烧 断 细 线 的 瞬 间 m１ 的 加 速 度 大 小 为 m２ω２(l１＋l２) m１ 解析:BD　[m１ 的向心力由细线拉力和弹簧弹 力的合力提供,m２ 的向心力由弹簧拉力提供, 故A错误;设弹簧的劲度系数为k,对 m２ 根据 牛顿第二定律有 m２ω２(l１＋l２)＝k(l２－l０),解 得k＝ m２ω２(l１＋l２) l２－l０ ,故B正确;烧断细线的瞬 间,细线对m１ 的拉力突变为０,而弹簧对m１ 的弹 力不发生突变,所以根据牛顿第二定律可得m１ 的 加速度a１＝ k(l２－l０) m１ ＝ m２ω２(l１＋l２) m１ ,故C错 误,D正确．] ７．(多选)(２０２５􀅰河北邢台 期中)如图所示,A、B两小 球分别固定在大、小轮的 边缘上,小球 C固定在大 轮半径的中点,大轮的半 径是小轮半径的２倍,它们之间靠摩擦传动,接 触面上不打滑．三个小球的质量相同且均视为 质点．下列说法正确的是 (　　) A．A、B两小球的线速度大小之比为１∶１ B．B、C两小球的角速度大小之比为１∶２ C．A、B两小球的周期之比为１∶４ D．A、C两小球的向心力大小之比为４∶１ 解析:AD　[由题意可知,大、小轮的边缘靠摩 擦传动,因此边缘各点的线速度大小相等,则有 vA∶vB＝１∶１,A正确;由于B、C两小球是同轴 转动,则有相同的角速度,即为ωB∶ωC＝１∶１, B错误;A、B两小球的线速度大小相等,由线速 度与角速度的关系式v＝ωr＝２πTr 可得vA＝ ２π TA rA,vB＝ ２π TB rB,则有TA∶TB＝rA∶rB＝１∶２,C 错误;由于TA∶TB＝１∶２,由ω＝ ２π T 可得ωA∶ ωC＝２∶１,由向心力公式可得FA∶FC＝mω２ArA ∶mω２CrC＝４∶１,D正确．] ８．(多选)(２０２５􀅰青海西宁期 末)如图所示,质量为m 的小 球在水平轻绳和轻弹簧拉力 作用下静止,M、N 点分别为 弹簧、轻绳与小球的连接点, 弹簧与竖直方向夹角为θ,轻弹簧拉力大小为 F１,轻绳拉力大小为F２,重力加速度大小为g, 下列说法正确的是 (　　) A．若从 M 点剪断弹簧瞬间,则小球受两个力 作用 B．若从 M 点剪断弹簧瞬间,则小球加速度a＝ g,方向竖直向下 C．若从 N 点剪断轻绳瞬间,则小球加速度a＝ F２ m ,方向水平向右 D．若从N 点剪断轻绳瞬间,则小球加速度a＝g, 方向竖直向下 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６８４􀅰 高考总复习　物理 解析:BC　[若从 M 点剪断弹簧瞬间,小球之后 做圆周运动,剪断瞬间,小球初速度为０,小球所 需向心力为０,小球沿半径方向的合力为０,则 轻绳弹力为０,则小球仅仅受到重力一个力的作 用,故A错误;结合上述,若从 M 点剪断弹簧瞬 间,小球仅仅受到重力作用,根据牛顿第二定律 可知,小球的加速度为g,方向竖直向下,故B 正确;若从N 点剪断轻绳瞬间,由于弹簧的弹力 不能突变,所以小球受到弹簧的弹力和重力作 用,其合力水平向右,大小等于F２,根据牛顿第 二定律可知,此时小球的加速度为a＝ F２ m ,方向 水平向右,故C正确,D错误．] ９．自制儿童玩具的原理图如 图所示,半径为R 的圆盘 固定在竖直杆O１O２ 上,圆 盘的圆心为O 点,圆盘平 面与杆垂直．长为 ５R 的 轻绳一端固定在圆盘的边 缘,另一端与质量为m 的 小球相连接．整个系统绕竖直杆 O１O２ 匀速转 动,小球到竖直杆O１O２ 的水平距离为２R,距离 地面的竖直高度为２R．已知重力加速度为g,小 球可视为质点． (１)求该装置转动的角速度ω; (２)若连接小球的轻绳突然断裂,求小球从抛出 到落地的水平距离x． 解析:(１)根据题意,设轻绳与竖直方向的夹角为 θ,由几何关系可得tanθ＝ ２R－R (５R)２－R２ ＝１２ , 由牛顿第二定律有mgtanθ＝mω２􀅰２R, 解得ω＝１２ g R ; (２)小球的轻绳断裂时,小球的速度为 v＝ω􀅰２R＝ gR, 竖直方向有２R＝１２gt ２, 水平方向有x＝vt, 联立解得x＝２R． 答案:(１)１２ g R ;(２)２R [素养培优练] １０．如图为一种可测量转动角速度的简易装置． “V”形光滑支架可随水平面上的底座绕中轴线 OO′旋转,支架两杆与水平面间夹角均为θ,两 侧的杆长均为１􀆰５L．一原长为L 的轻弹簧套 在AB 杆上,下端固定于 杆上的B 点,另一端与一 小球拴接．已知支架静止 时弹簧的长度为０􀆰５L,小 球的质量为 m,重力加速 度为g．现让小球随支架 以角速度ω匀速转动．求: (１)轻弹簧的劲度系数k; (２)轻弹簧恰为原长时,支架角速度ω１ 的大小; (３)若已知θ＝５３°,L＝１６m ,g＝１０m/s２,sin５３°＝ ０􀆰８,cos５３°＝０􀆰６,小球在杆末端A 匀速转动 时,支架角速度ω２ 的大小． 解析:(１)静 止 时 弹 簧 被 压缩了１ ２L ,设弹 簧 弹 力 为F１,受力分析如图,由 平衡条件可得 １ ２kL＝mgsinθ　① 解得k＝２mgsinθL (２)轻弹簧恰为原长时,小 球只 受 重 力 和 杆 的 支 持 力 N２,受力分析如图,由几何 关系 r１＝Lcosθ　② 竖直方向N２cosθ＝mg　③ 水平方向N２sinθ＝mω２１r１　④ 联立②③④得ω１＝ １ cosθ gsinθ L (３)小球在A 端随装置做匀速 圆周运动时,弹簧伸长量为１ ２ L,受力分析如图,弹簧的弹力 F２＝ １ ２kL　⑤ 圆周运动的半径r２＝ ３ ２Lcosθ　⑥ 竖直方向 N３cosθ＝F２sinθ＋mg　⑦ 水平方向 N３sinθ＋F２cosθ＝mω２２r２⑧ 联立⑤⑥⑦⑧解得ω２＝ ２ cosθ gsinθ ３L ＝ ４０ ３rad /s． 答案:(１)k＝２mgsinθL ;(２)ω１＝ １ cosθ gsinθ L ; (３)ω２＝ ４０ ３rad /s 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７８４􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 第四章　抛体运动　圆周运动