假期作业(1)圆周运动-【快乐假期每一天】2024-2025学年高一物理暑假作业

参考答案 参考答案 第一部分 假期作业 空气阻力微功为W1,根据动能定理有mgh一W= 一0，解得W=1.4×105J.故D正确 假期作业（一）圆周运动 3.【答案】(1)控制变量法(2)1：3(3)3：1 题型练习 【解析】(1)该实验通过控制一些物理量不变，来研究其 题型一 他物理量之间的关系，采用了控制变量法。 【答案】B (2)根据向心力公式有F=mwR,用两个质量相等的小球 【解析】根据=可知，两轮的边缘线速度大小相问， 进行实验，调整皮带使左、右两轮的角速度相等，且右边 半径大的角速度小，即A点的角速度小于B点的角速度， 小球的轨道半径为左边小球的3倍时，则左、右两小球的 向心力之比为13。 A错误，B正确：根据T=2红可知，A点的周期大于B点 (3)发现左边标尺上露出的红白相间的等分格数为右边 的周期，C错误；根据a=w可知，A点的向心加速度小于 的9倍，则F左=9F右，根据F=mR,可得左、右两小球 B点的向心加速度，D错误。 的角速度之比创左：w古=√F在：√F右=3：1。 题型二 【答案】BC 4.【答案】(1)0.5m(2)9N(3)33m 4 【解析】根据向心力公式有F。=m 2一示·则向心加 【解析】(1)小球拾好对圆锥体表面无压力时，由受力分 析可知，细线拉力水平方向的分量提供向心力，则有 建度大小a一√示故A错误：无人机所受空气的作 ngtan0=房r,由几何关系可知r=Lsin0,解得L.=0.5m. (2)当小球转动的角速度w=2.5rad/s时，设此时细线的 用力F与重力g的合力提供其微匀速圆周运动的向心 拉力为FT,对小球受力分析可知竖直方向有Frcos0十 力Fn,根据力的合成可得F=(mg)+F>mg,故B正 Fysin0=mg,水平方向有Frsin0-Fscos0=mam2r,由几 确：无人机绕行一周的圆周的半径为R,根据匀速圆周运 何关系可知r=Lsin,解得Fv=9N。 动规律可知无人机绕行一周的时间T=R (3)细线上的拉力达到最大值Fm=40N时，由于Fmcos0 >mg,小球离开维面。设此时细线与竖直方向的夹角为 2π2-h ,故C正确：无人机的速度大小不变，则动能 ,则cosa=,小球微国周运动的丰径为r=Lin@ 不变，且高度保持不变，即重力势能大小也不变，所以无 对小球受力分析可知，由拉力和重力的合力提供向心力， 人机的机械能不变，故D错误。 题型三 有下a一√层-原-m号解得ma r2 2m/s. 【答案】C 小球下落过程中竖直方向做自由落体运动有h一Lcos a 【解析】当小物块在圆盘最低，点时，根据牛频第二定律 =了2，小球下落过程中的水平位移大小=，小球在 μngcos30°-mgsin30°=m2rw的最大值为m=5rad/s,C 水平台面上的落点到圆锥体中心线的水平距离。 正确。 能力提升 1.【答案】BD 件Lmo,联主解得=零南于>m8, 可知小球未落到锥面上。 【解析】A、B两轮是齿轮传动，边缘点线速度大小相等， 故A错误：两轮的周期之比T1:T2=N1:V2,转速nc 5,【答案】(1)子R(2)(/3-2)mgR ，所以两轮的转速之比：2=N2:N,故B正确：由 1 【解析】(1)小球在圆形管道内运动通过P点时，管道内 壁对小球的作用力恰好为0，则重力沿圆心方向的分力提 公式v-rw可知，两轮的角速度w1:2=r2:r1,故C错 供向心力 误：由a=可知a11@g=n11,故D正确， mgc0s60°=mR 2.【答案】BD :1 【解析】在经过最低点时，设单根绳子的拉力大小为 解得uV2R P1,由牛顿第二定律得2P1-mg=m,解得T=60N,F 小球从A点到P,点，由动能定理得 =400N,故A错误，B正确：“假人”从最高点由静止释放 mg(h-R-Rsin30)=之m 摆动到最低，点的过程中，开始速度为零，重力的功率为 零，到最低，点时，速度方向与重力方向垂直，重力的功率 解得A=子R. 为零，所以重力的功率先变大后变小，故C错误：设克服 (2)将圆形管道的DQB段取下来，小球离开D点后做平 假期作业·物理 抛运动，设小琼落到斜面上时竖直位移为y,水平位移为 x,落到倾斜轨道的动能为E,如图所示 挖部分对质点的引力为F2=G 5R ·则制会新 D 2 分对质，点m的万有引力F=F1一F2 23GMm,A正确。 100R2 y 题型三 2R 【答案】B 【解析】第二宇宙速度也叫脱离速度，脱离地球引力，飞 2R-y 往别的行星，故天问一号与火箭分离时的速度至少为 37 11.2km/s,小于16.7kms,故A错误；根据平抛运动规 1 竖直方向的位移)一2 1 律可得r=t,h=2&炎：解得1入 2红，根据Gm g火 水平位移x=1 mg火，可得M= Rgx_R·2h= R2·2h 2R2hv2 小球从D点飞出后落到领斜轨道上动能 G () Gx2,故 =mgy+名mw B正确：中果小球平抛初位置高度为2h,则/=V程 :2h 根据几何关系可知 R(1+cos37°)-y=(x-Rsin37)tan37° 2·2五=2，故C错误：天问一号被火星成功捕获后，若 /13y+9R 个g 解得=mg(号+一2R) 点火加速，则会做离心运动，故D错误 能力提升 小球动能有最小值时y9尺 1.【答案】D 【解析】由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内 动能最小值为Ekmin=(、I3-2)mgR。 假期作业（二）万有引力定律 飞粉转过口角，所需的时同为1一会T。由于宇能员发现有 题型练习 吉T时间会经历“日会会”过程，则会一日所以。=方，设 R 题型一 宇宙飞船离地球表面的高度，由几何关系可得R十 【答案】D 【解析】由题图可知，哈雷梦星的公转周期为T令=76 s血号=s血音=子可得A=R,故A错误：地球自转一圈 年，海王星轨道半径大于哈雷昔星的半长轴，由开普勒第 时间为T0,飞船绕地球一圈时间为T,飞船绕一圈会有一 三定律可知，海王星的周期大于76年，A错误：由开普物 次日全食，所以每过时间T就有一次日全食，得一天内飞 第三定体可起是-学，解得a=√70R≠76R,B错 名经局~日金食“的次数为票，收B错买：设宇航黄观察地 误：轨道半径越小，角速度越大，故天王星的运行角速度 球的最大张角为8，则由儿行关系可得m号-R可 R 大于海王星的运行角速度，C错误；哈雷彗星沿椭圆轨道 运行时，由开普勒第二定律可知，从近日点向远日点运动 得0=60，故C错误：万有引力提供向心力，所以GMm r? 过程中，线速度逐渐减小，故哈雷彗星在1984年时的速 4红m,解得M=4 7T2 M 度大于其在1965年时的速度，D正确。 C示，共中r=R+M=2R,又p= 题型二 g 4 联立可得p=,故D正确 1.【答案】B 【解析】两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相 2.【答案】ACD 反，是一对相互作用力，故A错误：万有引力定律是牛顿 在总结前人研究的基础上发现的，故B正确：公式F= 【解折】根据6学-加二可得天宫”空同 Gmm2中的G为比例系数，它的单位是N·m2kg,故 站的运行轨道半径小于北斗同步卫星的轨道半径，则“天 宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度，A C错误：测出引力常量的科学家是卡文迪什，故D错误。 正确：“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为处 2.【答案】A 于完全失重状态，但仍受重力，B错误：根据GMm r2 【解析】挖去小球前球与质点的万有引力F,=GMm (2R)2 ,所有的同步卫星具有相同的周期，则离地球表面 42 -GMm,挖去的球体的质量M= 的高度都是一定的，C正确：若北斗卫星在飞行的过程中 4R2 R 8被 速度变小了，万有引力大于所需的向心力，则它将向靠近 地球的方向运动，D正确。第一部分假期作业 DIYIBUFEN 第一部分 假期作业 假期作业（一） 圆周运动 中中中中 考点分折 (3)与频率关系：频率定义更广，在圆周运动中当 必会知识 转速以r/s做单位时，二者可互相替代。 知识点一 描述圆周运动的物理量 (4)物理意义：转动快慢的物理量。 1.定义：轨迹为圆的运动。 知识点二各物理量之间关系 2.线速度 1.线速度和角速度的关系 (1)定义：做圆周运动的物体弧长与所用时间的 a-益-w-82牙 △tT →v=w7 比值。 (2定义式：=合总-罕单位ms (2)由v=wr知，r一定时，心w;w一定时，cr。 (3)由u=/r知，v一定时，u心1/r;r一定时， (3)物理意义：描述做圆周运动的物体运动快慢 UCCW. 的物理量。 2.黄金通式 (4)方向：是矢量，方向和半径垂直，和圆弧相切。 3.角速度 (1)角速度：w=2乐=2xf=2x; (1)定义：做圆周运动的物体转过的角度与时间 的比值。 (2)线速度v=wr= T=2xfr=2πr。 (2)定义式：w=9-票，单位rad/s △tT 典例剖析 说明：角度用弧度制表示，△0=△l/r。 (3)物理意义：描述物体绕圆心转动快慢的物 典例网 (2024·湖北武汉·高一华中师大一附 理量。 中校考期中)春暖花开的时节，坐落在东湖的摩天 (4)方向：是矢量，高中阶段不研究。 轮迎来了无数游客。假设乘客随座舱在竖直面内 4.周期与频率 做匀速圆周运动。下列说法正确的是 (1)定义：周期性运动运动一个周期所用时间为 周期；在1s内完成周期性运动的次数为频率。 (2)表示：周期用T表示，单位s;频率用f表示， 单位Hz。 (3)关系：T=1/f,f=1/T (4)物理意义：周期性运动快慢的物理量。 5.转速 (1)定义：做圆周运动的物体单位时间内转过的 A.在最高点时，乘客所受重力等于座椅对他的 圈数。 支持力，处于平衡状态 转过圈数 B.在摩天轮转动的过程中，乘客的机械能始终保 (2②)定义式：一薪时简，单位/s、/m 持不变 假期作业·物理 C.在摩天轮转动的过程中，重力对乘客的功率 错误；乘客做匀速圆周运动，动能保持不变，重力 保持不变 势能随高度变化，机械能始终改变，故B错误；重 D.在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做 力的功率P=mgvcos0,由于重力与速度方向夹 功为零 角不断变化，所以重力对乘客的功率不断变化， 【答案】D 【解析】乘客做匀速圆周运动，在最高点时重力 故C错误；乘客动能不变，由动能定理可得，合力 和座椅对他的支持力的合力提供向心力，故A: 对乘客做功为零，故D正确。 中中中中达标检测 题型三水平面内圆周运动临界问题 题型练习 (2024·安徽安庆·高一安庆一中校考阶段练 题型一圆周运动各物理量之间的关系，传动问题 习)如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面 (2024·江苏准安·高一马坝高中校考期中)如 的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离 图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行 转轴0.1m处有一小物体，小物体与圆盘始终保 工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、 持相对静止，小物体与盘面间的动摩擦因数为 B是转动的齿轮边缘的两点，则下列说法中正确 的是 2。 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水 B 平面间的夹角为30°，g=10m/s2。则w的最大 值为 ( A.A、B两点的角速度相等 B.A、B两点的线速度大小相等 C.A点的周期等于B点的周期 30 D.A点的向心加速度等于B点的向心加速度 A.√5rad/s B.√3rad/s 题型二向心力向心加速度 C.5 rad/s (多选)(2024·江西·高一校联考阶段练习)如 D.rod/s 图，某型号无人机以过拍摄主体的竖直线为轴绕 拍摄主体（视为质点），在水平面内做匀速圆周运 能力提升 动。已知无人机的质量为m,无人机运动的轨道 1.(多选)(2024·河南·高一校联考阶段练习)明 距拍摄对象的高度为h,无人机与拍摄对象的距 代出版的《天工开物》一书中，有牛力齿轮（牛转 离为r,无人机飞行的线速度大小为，重力加速 翻车)的图画，如图所示，这说明勤劳勇敢的先辈 度大小为g,则无人机做匀速圆周运动时 ( 们已经掌握了齿轮传动技术。A、B两轮边缘质 点做匀速圆周运动的半径分别为r1、2 (rn1>r2),A、B两轮边缘的齿轮数分别为N1、 N2,在两轮转动过程中（不打滑），下列说法正确 的是 ( ) A.无人机的向心加速度大小为号 B.无人机所受空气的作用力大于mg C.无人机绕行一周的周期为2红P- D.无人机飞行时要消耗电能，所以无人机的机 械能增大 第一部分假期作业 A.A、B两轮边缘质点的线速度大小之比1：2 (1)该实验中应用了 (填“理想实验法”、 =r1r2 “控制变量法”或“等效替代法”)； B.A、B两轮的转速之比n1:2=N2:N1 (2)用两个质量相等的小球进行实验，调整皮带 C.A、B两轮的角速度w1·2=1:1 使左、右两轮的角速度相等，且右边小球的轨道 D.A、B两轮边缘质点的向心加速度大小之比a1 半径为左边小球的3倍时，则左、右两小球的向 ：a2=r2:r1 心力之比为 2.(多选)(2024·广东深圳·高一校联考期中)“峡 (3)继续用两个质量相等的小球进行实验，使两 谷秋千”是国内某景区新引进的刺激游乐项目。 轨道的半径相等，转动时发现左边标尺上露出的 对外正式开放该项目前，必须通过相关部门安全 红白相间的等分格数为右边的9倍，则左、右两 测试。某次调试该秋千安全性能实验时，工作人 小球的角速度之比为 员将质量为80kg的“假人”从最高点由静止释 4.(2024·四川眉山·高一眉山市彭山区第一中学 放，测得“假人”摆到最低处的速度为50m/s。已知 校考阶段练习)如图所示，足够大的水平台面上 该秋千由两根长度均为500m的绳子拉着（绳子 固定一光滑圆锥体，用细线将一质量m=2kg的 质量不计)，最高点与秋千最低点高度差为300m。 小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高h 关于这次测试，下列说法正确的是 ( =15m,锥面与竖直方向的夹角0=37°，圆锥体 绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增 加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度 ao=5rad/s时，小球恰好对圆锥体表面无压力， 细线能承受的最大拉力Fm=40N,取重力加速度 大小g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8。 A.在经过最低点时，单根绳子的拉力为400N B.在经过最低点时，“假人”的向心力为400N C.秋千从释放点到最低点的过程中，重力的功 率不断变大 D.从静止到最低点过程中“假人”克服空气阻力 77777777777777 做功1.4×105J (1)求悬挂小球的细线长度L: 3.(2024·河北邢台·高一邢台市南和区第一中学 (2)求当小球转动的角速度ω=2.5rad/s时，锥 阶段练习)探究向心力大小的表达式的实验装置 面对小球的支持力大小FN; 如图所示。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和 (3)细线恰好断开后，求小球在水平台面上的落点 3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小 到圆锥体中心点O的距离5。（结果保留根式） 球也随之做匀速圆周运动。小球做匀速圆周运 动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。 球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹 簧测力套筒7下降，从而露出标尺8根据标尺8 上露出的红白相间的等分标记，可以计算出两个 球所受向心力的比值。 1.手柄 2.变速塔轮 3.变速塔轮 4.长槽 5.短槽 6.横臂 7.测力套筒 8.标尺 假期作业·物理 5.(2024·重庆·统考模拟预测)如图所示，足够长 (2)若将圆形管道的DQB段取下来，改变小球在 的光滑倾斜轨道倾角为37°，圆形管道半径为R、 倾斜轨道上由静止释放的位置，小球从D点飞 内壁光滑，倾斜轨道与圆形管道之间平滑连接， 出后落到倾斜轨道时的动能也随之改变，求小球 相切于B点，C、D分别为圆形管道的最高点和 从D点飞出后落到倾斜轨道上动能的最小值 最低点，整个装置固定在竖直平面内，一小球质 (只考虑小球落到倾斜轨道上的第一落点)。 量为m,小球直径略小于圆形管道内径，圆形管 道内径远小于R,重力加速度为g,sin37°=0.6， c0s37°=0.8。 D P R1200 B 37 (1)将圆形管道的上面三分之一部分(PDQ段)取 下来，并保证剩余圆弧管道的P,Q两端等高，为使 小球滑下后，在圆形管道内运动通过P点时，管道 内壁对小球的作用力恰好为0，从倾斜轨道上距离 C点多高的位置A由静止释放小球； 假期作业（二） 万有引力定律 中中中中 考点分析 必会知识 GM'm 由wmg2一R-h2 知识点一开普勒三大定律 GMm 4 (1)开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的 (R+h→ M-e3R, 轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点 GM GM 81= M'=p·3 4 上；(2)开普勒第二定律：太阳到行星的连线在相 R2 (R+h1)3 (R-h2)3,解得：g2 等的时间内扫过的面积相等，(3)开普勒第三定 则： R2 GM 律：行星绕太阳运行轨道半长轴r的立方与其公 (R+h1)2 R3 (R-h2), r3 转周期T的二次方成正比，公式：卡=k。 则，2_R-h2 R 知识点二重力加速度的相关计算 假设地球是质量分布均匀的球体，密度为P,质量 典 例剖析 为M,半径为R。 物体在地球表面 卫星距地面 物体距离地 典例@(2024·天津南开·统考模拟)2020年 (近地卫星) 一定高度h1 面深度h2 12月17日凌晨，嫦娥五号到月球“挖土”成功返 回。作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天 R R 系统工程，嫦娥五号任务实现了多项重大突破， 标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走规划完 美收官。若探测器测得月球表面的重力加速度